[实用新型]多功能真空离心振荡细晶熔铸炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及铸造高温合金整体精铸领域，具体为一种多功能真空离心振荡细晶熔铸炉，它是在真空下采用感应熔炼、浇注、旋转振荡、快速冷却凝固制备多种精密细晶铸件的熔铸设备。

背景技术

铸造高温合金整体精铸技术是航空、航天铸造行业的一个重大发展，应用越来越广，从整体的涡轮转子、导向器叶轮、喷嘴环到结构复杂的扩压机匣、扩散机匣、燃烧室机匣、涡轮壳及风扇框架等都均可通过精密铸造成型.越来越多的整体精密铸件用于代替锻件、锻铸组合件及机械加工组合件，不仅可以改善部件的使用性能，有效减少发动机的重量，提高发动机的使用性能和可靠性，而且可以大大提高生产效率，降低制造成本，带来十分明显的经济效益。

从上世纪八十年代，国外有关高温合金整体精铸技术的发展和应用极为迅速，相继出现了镍基、钴基、钛基等高温合金的大型薄壁整体精铸件，这类精铸件的外形尺寸一般都大于300mm，典型的最小壁厚可达到1.25mm，浇注的最大重量可达到720kg，而且对晶粒尺寸进行了控制，获得了细晶组织，辅以热等静压技术，使铸件的低周疲劳寿命得到大幅度的改善。

细晶精密铸造技术的发展进一步改善了整体铸造大型薄壁结构件的使用性能，其中，对高温合金铸件的中低温(≤760℃)使用性能的改善尤为明显，一方面可使铸件的低周疲劳寿命提高一倍以上，而且可有效改善合金组织和成分的均匀性，减少铸件力学性能数据的分散度，从而提高铸件的设计容限和使用的可靠性。

如图1所示，现有的机械振荡细晶铸造炉主要包括：熔炼感应线圈11、熔炼坩埚12、金属液13、盖板14、壳型15、加热坩埚16、液压振动单元17、绝热层18、加热感应线圈19等，壳型15设置于加热坩埚16中，加热坩埚16设有绝热层18、加热感应线圈19，绝热层18在加热感应线圈19内侧，加热坩埚16顶部设置盖板14，加热坩埚16底部设置液压振动单元17；加热坩埚16的上方设置熔 炼坩埚12，熔炼坩埚12设有熔炼感应线圈11，熔炼坩埚12中的金属液13与壳型15相对应。

为细化高温合金晶粒，国外先后开发了热控法、化学法和动力学法(机械法)等细化方法。热控法的特点是降低精炼温度和时间，保留碳化物，同时降低浇注温度，加速冷却，限制晶粒生长；化学法是向熔体中加入固体形核剂，形成大量非均质晶核；动力学法则是通过旋转铸型、机械振动来搅拌熔体，细化晶粒。但是上述工艺方法在应用上都存在着一定的局限性和缺陷，如热控法其缺点是不易排除气泡和夹杂，使铸件纯净度降低，铸造大件困难，由于极低的过热温度和严格的温度控制限制了它的应用。机械法应用中，利用机械力难以使熔体运动均匀而且受部件形状限制。化学法缺点是难于控制化学成份，且形核剂易形成氧化物造成疲劳源。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于提供一种多功能真空离心振荡细晶熔铸炉，解决现有技术中存在的不能依靠动力学法制备大型复杂薄壁细晶铸件的难题。

本实用新型的技术方案：

一种多功能真空离心振荡细晶熔铸炉，该熔铸炉设有真空系统、熔炼炉、保温炉、转动机构、水冷转盘、气冷环和升降机构，熔炼炉位于保温炉的上方，壳型置于保温炉中的水冷转盘上，水冷转盘底部连接转动机构，水冷转盘下方设置气冷环，熔炼炉、保温炉与真空系统连接。

所述的多功能真空离心振荡细晶熔铸炉，真空系统、升降机构、熔炼炉和保温炉均设置于炉体内。

所述的多功能真空离心振荡细晶熔铸炉，炉体上方设置转塔加料测温系统。

所述的多功能真空离心振荡细晶熔铸炉，水冷转盘与水冷系统连通，水冷系统通过水冷转盘对壳型水冷。

所述的多功能真空离心振荡细晶熔铸炉，气冷环与气冷系统连接，气冷系统通过气冷环对壳型气冷。

所述的多功能真空离心振荡细晶熔铸炉，保温炉、气冷环分别与升降机构连接，升降机构对保温炉和气冷环升降控制。

所述的多功能真空离心振荡细晶熔铸炉，水冷转盘底部连接的转动机构为旋转振荡机构，实现水冷底盘速度可调正反旋转并能够急停反向旋转。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型多功能真空离心振荡细晶熔铸炉设有水冷底盘和石墨感应加热可升降的保温炉、气冷环、用于熔炼的感应线圈等核心部件，属于动力学法和热力学发相结合的细晶制备方法，可用于制备航空、航天发动机、燃机等的机匣类细晶精密铸件，还可以用于发动机的盘片一体化的细晶精密铸造涡轮，以及其它一些细晶精密铸件的制备。

2、本实用新型水冷底盘旋转时速度可调并可以正反转旋转，而且能够在旋转中急停，再反向旋转，从而在离心振荡下细化高温合金晶粒。