Пристрій для одержання монокристалічних відливків

1. Пристрій для одержання монокристалічних відливків, який містить вакуумну камеру, у якій C2 2 (19) 1 3 63621 4 пересування у напрямку до кристалізатора [патент вість переміщува тись від нагрівача 2 до кристаліУкраїни №49616A, B22D27/04, 2002] [2]. Кристалізатора. Кристалізатор складається із охолоджувазатор складається з охолоджуваної кільцеподібної ної кільцеподібної камери 5, усередині якої, камери, усередині якої, коаксіально їй та з можликоаксіально їй та з можливістю переміщення узвістю переміщення уздовж осі, розміщена охолодовж осі, розміщена охолоджувана циліндрична джувана циліндрична камера. Остання розміщена камера 6. Остання розміщена у кільцеподібній у кільцеподібній камері з утворенням між ними камері 5 з утворенням між ними кільцеподібної кільцеподібної порожнини, заповненої рідкометапорожнини 7, заповненої рідкометалевим охололевим охолоджувачем із легкоплавкого сплаву. На джувачем 8 з легкоплавкого сплаву. На рівні донциліндричній камері, із боку нагрівача, установленої частини кільцеподібної камери 5, між останно стаканоподібний елемент, усередині якого, на ньою та циліндричною камерою 6 розміщено днищі, розміщена керамічна форма. вакуумне ущільнення 9. На циліндричній камері 6, Наявність у кристалізаторі охолоджувача з з боку нагрівача 3, установлено стаканоподібний легкоплавкого сплаву, який має низьку температуелемент - 10. Усередині елемента 10, на його днищі, розміщена керамічна форма 3. Циліндричру плавлення (наприклад сплав має Тпл»16°С), а на камера 6 з'єднана за допомогою тяги 11 з метакож високу у порівнянні з водою теплопровідханізмом (на кресленні не показаний) переміщення ність, дозволяє отримувати більш високий градієнт температури на фронті кристалізації розплаву і камери 6 уздовж повздовжньої осі. Простір між керамічною формою 3 і внутрішньою поверхнею відповідно відливки з більш однорідною дисперсстаканоподібного елемента 10 заповнений теплоною структурою. провідним матеріалом 12 - гранульованим граПроте мала поверхня теплового контакту між фітом. керамічною формою і стаканоподібним елементом створює значний тепловий опір при спрямованій Пристрій працює так. Керамічну форму 3 із затравкою 4 розміщують у стаканоподібному елемекристалізації, що імітує величину температурного нті 10. У простір між керамічною формою 3 і внутградієнта на фронті кристалізації і не дозволяє рішньою поверхнею стаканоподібного елемента 10 отримувати монокристалічні відливки з високою засипають гранульований графітом 12. Порожнину швидкістю. В основу винаходу поставлена задача створи7 між камерами 5 та 6 заповнюють рідкометалевим охолоджувачем 8 (Іn-25ваг.% Ga). Далі у поти такий пристрій для отримування монокристалірожнини камер 5 та 6 подають охолоджувач – вочних відливків, який у порівнянні із пристроєм, обду. Необхідний рівень охолоджувача – води раним як прототип, дав би можливість підвищити підтримують на протязі усього процесу кристалізашвидкість спрямованої кристалізації, а також якість відливків. ції до отримання відливків. Вакуумну камеру 1 герметизують та утворюють у ній тиск 10-3 торр. ПісПоставлена задача вирішується у пристрої ля цього вмикають нагрівач 2. Нагрівання для отримання монокристалічних відливків, який здійснюють до температури, яка нижче темперамістить вакуумну камеру, у якій розміщені нагрітури солідус матеріалу затравки 4, та на вач, установлений під нагрівачем кристалізатор, керамічну форму із затравкою. Форма розміщена у 50...100°С вище температури ліквідує матеріалу, який кристалізують (наприклад для жароміцного стаканоподібному елементі на водоохолоджуваній сплаву ЖС-32, який кристалізують, ця температуциліндричній камері з можливістю переміщення від ра складає 1450°С). Далі заливають у керамічну нагрівача до кристалізатора, що має додатковий форму 3 розплав жароміцного сплаву ЖС-32 та рідко металевий охолоджувач з легкого сплаву. Згідно з винаходом у стаканоподібному елементі здійснюють наступну спрямовану кристалізацію його шляхом вилучення керамічної форми 3 з напростір між керамічною формою і його внутрігрівача 2 до кристалізатора. При цьому стаканопошньою поверхнею заповнено теплопровідним мадібний елемент 10 разом з керамічною формою 3 теріалом. Для досягнення більш високого резульпереміщується усередину кристалізатора та контату як теплопровідний матеріал використовують гранульований графіт або порошок молібдену або тактує з охолоджувачем. Внаслідок покращення теплового контакту між керамічною формою 3 і алюмінію або олова. стаканоподібний елементом 10, за рахунок теплоРозміщення у просторі між керамічною форпровідного наповнювача 12, вдається підвищити мою та стаканоподібним елементом теплопровідшвидкість спрямованої кристалізації монокристаного матеріалу сприяє тому, що зменшується тепловій опір між згаданими елементами. Це лічних відливків, покращити якість отримуваних відливків. Як показали експерименти, швидкість приводить до збільшення температурного градієнспрямованої кристалізації монокристалічних відту на фронті кристалізації і підвищення швидкості ливків, отримуваних за допомогою пропонованого спрямованої кристалізації. пристрою, збільшується у 2 рази. На кресленні зображено пропонований пристрій. Таким чином, пропонований пристрій дозволяє, у порівнянні із пристроєм, який обраний як Пристрій містить вакуумну камеру 1, у якій прототип, отримувати відливки більш високої розташовані нагрівам 2 з розміщеними у ньому якості. керамічною формою 3 із затравкою 4. У камері 1 розташований кристалізатор, установлений під нагрівачем 2. Форма 3 із затравкою 4 має можли 5 Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 63621 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601