[发明专利]一种实现定向凝固铸造中铸型变抽拉速率的方法

摘要

本发明提供了一种实现定向凝固铸造中铸型变抽拉速率的方法，该方法首先通过测温仪测得定向凝固铸造中高温合金铸件的时间-温度曲线，进而得出高温合金铸件在定向晶生长方向的瞬时生长速率；再依据抽拉速率和瞬时生长速率的关系式，得到高温合金铸件在定向晶生长方向一定坐标时所需的抽拉速率；最后依据得出的高温合金铸件在定向晶生长方向一定坐标时所需的抽拉速率，实时地调整铸型的抽拉速率。本发明可以实时地测量定向凝固铸造中高温合金铸件的温度梯度和生长速率，从而达到在定向凝固过程中，随着温度梯度的改变获得铸型所需的抽拉速率，使得高温合金铸件的制造更为容易，并且，本发明可以使制造的高温合金铸件组织更为均匀、性能更好。

主权项

1.一种实现定向凝固铸造中铸型变抽拉速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）沿高温合金铸件的定向晶生长方向在铸型的外壁上设置若干热电偶；2）当铸型自定向凝固炉保温室以初始抽拉速率V₀′向定向凝固炉冷却室中移动时，沿定向晶生长方向首先到达冷却装置的热电偶设为第1热电偶，其沿定向晶生长方向的坐标为Z₁，此时，当第1热电偶测定的温度下降至凝固等温线T_{solidification}时，记录时间为t₁；3）当铸型自定向凝固炉保温室以初始抽拉速率V₀′向定向凝固炉冷却室中继续移动时，沿定向晶生长方向其次到达冷却装置的热电偶设为第2热电偶，其沿定向晶生长方向的坐标为Z₂，此时，当第2热电偶测定的温度下降至高温合金铸件的凝固等温线T_{solidification}时，记录时间为t₂；4）由上述步骤2）和3）可知，高温合金铸件在定向晶生长方向坐标为Z₂时的生长速率为V₂=(Z₂-Z₁)/(t₂-t₁)=ΔZ₂/Δt₂，进而得出，高温合金铸件在定向晶生长方向坐标为Z_i时的生长速率为V_i=(Z_i-Z_i-1)/(t_i-t_i-1)=ΔZ_i/Δt_i，其中，i=1,2，…；5）依据抽拉速率V′和生长速率V的关系式可知，高温合金铸件在定向晶生长方向坐标为Z_i时所需的抽拉速率式中，S_i为已凝固部分的长度，由步骤4）知，S_i=Z_i（i=1，2，…），z为定向晶生长方向的坐标轴，是抽拉速率和高温合金铸件长度的函数，由上述步骤可知其中，ΔZ_i=Z_i-Z_i-1；从而，高温合金铸件在定向晶生长方向坐标为Z_i时所需的抽拉速率Vi′=Vi/(∂Si∂z)=ΔZiΔti/ZiΔZi=ΔZi2Zi·Δti;]]>6）依据步骤5）得出的高温合金铸件在定向晶生长方向坐标为Z_i时所需的抽拉速率V_i′，然后据此实时地调整铸型的抽拉速率。