一种提高定向凝固温度梯度的隔热挡板控制系统，加热炉壳为圆柱形槽体结构，型壳位于加热炉壳内，结晶器设置于型壳下底端，隔热挡板为环形结构，隔热挡板套设于型壳下部且位于结晶器上方；隔热挡板通过托举机构托举使隔热挡板与加热炉壳的下缘相抵靠，托举机构包括支撑杆、导向圈，导向圈为上下开口的环形筒状结构，其侧壁上开设有朝向导向圈轴心方向的导向通孔，导向圈固设于加热炉壳的下方，支撑杆的一端穿过导向圈侧壁上的导向通孔，支撑杆的另一端连接有传动机构；传动机构的驱动部对传动部使传动部推动支撑杆托起隔热挡板。本实用新型专利技术结构设计操作便捷，能够在浇铸不同尺寸和形状的铸件时大幅降低加热区与冷却区的传热量。状的铸件时大幅降低加热区与冷却区的传热量。状的铸件时大幅降低加热区与冷却区的传热量。
【技术实现步骤摘要】
一种提高定向凝固温度梯度的隔热挡板控制系统
[0001]本技术涉及液态金属冷却定向凝固铸造
，具体涉及一种提高定向凝固温度梯度的隔热挡板控制系统。
技术介绍
[0002]定向凝固过程的主要工艺参数是控制固液界面处的温度梯度G。高的温度梯度可以显著细化枝晶间距、降低溶质偏析等，提高叶片的高温性能和使用寿命。目前，工艺上用于生产定向高温叶片的常见方法为快速凝固法(HRS)，该方法结构可分为三部分：加热区、中间隔热挡板、冷却区。其中，中间隔热挡板将铸模加热区和下部冷却区隔离开而减少两区间的热量辐射散热，并在隔热挡板处产生较大的温度梯度，实现定向凝固，向凝固技术可以获得择优晶粒定向生长的柱状/单晶组织，可以消除垂直于主应力轴的横向晶界，并减少了成分偏析、缩松等缺陷。
[0003]目前，定向凝固过程使用的隔热挡板主要为刚玉环、钼片、硬质石墨毡等。但是大多数隔热挡板都是直接固定在加热区和冷却区之间，其形状和尺寸均以确定并大于型壳最大直径尺寸。因此在定向凝固过程中存在较大的空隙通道，尤其在晶体生长的抽拉过程中，造成加热区向冷却区热量辐射严重，降低隔热挡板处的温度梯度，从而影响定向凝固组织。在浇铸尺寸较小的铸型时无法形成有效的温度梯度，导致定向组织无法实现。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于提供一种提高定向凝固温度梯度的隔热挡板控制系统，能够针对不同型壳在加热区和冷却区之间设置不同尺寸的隔热挡板，能够有效地提高定向凝固过程的温度梯度，获得高质量柱晶/单晶组织，具体方案如下。
[0005]一种提高定向凝固温度梯度的隔热挡板控制系统，包括加热炉壳、结晶器、型壳、隔热挡板、托举机构、传动机构；
[0006]所述加热炉壳为圆柱形槽体结构，型壳的上部位于加热炉壳内，结晶器设置于型壳下底端，所述隔热挡板为环形结构，其外径大于加热炉壳的下方开口的内径，隔热挡板套设于型壳外且位于结晶器上方；
[0007]所述隔热挡板通过托举机构托举使隔热挡板与加热炉壳的下缘相抵靠，所述托举机构包括支撑杆、导向圈，所述导向圈为上下开口的环形筒状结构且导向圈的内径大于隔热挡板的外径，其侧壁上开设有朝向导向圈轴心方向的导向通孔，导向圈固设于加热炉壳的下方，所述支撑杆为杆状结构，支撑杆的一端穿过导向圈侧壁上的导向通孔，支撑杆的另一端连接有传动机构；
[0008]所述传动机构包括驱动部、传动部，所述传动部与支撑杆连接，驱动部与传动部连接，驱动部对传动部施加力使传动部推动支撑杆向导向圈的轴心方向运动，使支撑杆托起隔热挡板。
[0009]作为技术方案的补充，所述传动机构的传动部包括固定平台、同步圈、固定圈、立
柱、第一螺栓、第二螺栓、传动连接件；所述固定圈、同步圈均为圆环状结构，所述固定圈通过立柱固设于固定平台上方，所述立柱为柱状结构，其竖向设置于固定平台上，固定圈位于立柱的上端，第一螺栓穿过固定圈螺接于立柱内，同步圈套设于固定圈外，同步圈与固定圈之间通过轴承结构连接；
[0010]传动机构的传动连接件包括第一连接部、第二连接部，第一连接部与第二连接部均为长条状结构，第一连接部长度方向的首端与第二连接部长度方向的尾端交错连接，第一连接部的长度方向上的首端开设有圆孔，第一连接部上延其长度方向开设有第一长条状通孔，位于第一连接部长度方向的首端连接有第二连接部，第二连接部的长度方向与第一连接部的长度方向的夹角为锐角，第二连接部上延其长度方向开设有第二长条状通孔；
[0011]传动连接件位于固定圈的下方且通过其第一连接部上的圆孔套设于所述立柱上，传动连接件的第一连接部位于靠近同步圈的一侧，第二螺栓竖向穿过同步圈且其螺杆穿过传动连接件的第一连接部上的第一长条状通孔，使第二螺栓通过同步圈的转动带动传动连接件以立柱为轴旋转；
[0012]传动连接件的第二连接部位于靠近导向圈的一侧，所述托举机构还包括竖向杆，竖向杆竖向设置，其上端与支撑杆远离导向圈轴心的一端连接，竖向杆的下部穿过传动连接件的第二连接部上的第二长条状通孔，随传动连接件顺时针或逆时针转动，竖向杆在传动连接件的第二连接部的第二长条状通孔内滑动，通过第二连接部上的第二长条状通孔位置处的侧壁推动，使竖向杆推动支撑杆朝向或远离导向圈轴心方向运动。
[0013]作为技术方案的补充，所述传动机构的驱动部包括气缸、传动杆、连接块、第三螺栓，所述连接块上开设有第三长条状通孔，第三螺栓穿过连接块上的第三长条状通孔螺接于所述传动部的同步圈上，所述传动杆的一端与气缸的活塞杆连接，传动杆的另一端与连接块连接。
[0014]作为技术方案的补充，所述隔热挡板的侧缘为上窄下宽的阶梯状结构，相应的加热炉壳的下方开口处的侧缘为与隔热挡板的侧缘相配合的阶梯状结构。
[0015]作为技术方案的补充，所述隔热挡板内圈上延其周向排布有多个朝向隔热挡板中心的凸起部。
[0016]作为技术方案的补充，所述托举机构的竖向杆、支撑杆设有六组，相应的传动机构的立柱、第一螺栓、第二螺栓、传动连接件设有六组。
[0017]有益效果：本技术公开的隔热挡板控制系统，能够针对不同尺寸大小的型壳，选取尺寸最契合的隔热挡板，并将其可拆卸的设置于加热区与冷却区之间，极大的减小了加热区内热量向下部的冷却区辐射散热量，使得隔热挡板处的温度梯度得到了很大的提高，从而获得高质量的柱晶/单晶铸件。由于隔热挡板可拆卸、替换，在实际浇铸时隔热挡板可根据不同的型壳进行相应的制备，以便获得最大的温度梯度。兼容不同大小尺寸型壳在较高的温度梯度下实现定向凝固过程，获得高质量的柱晶/单晶组织制备。此外，本技术公开的托举机构以及传动机构操纵简易，并同时提高隔热挡板的更换效率。
附图说明
[0018]图1为本技术立体结构示意图。
[0019]图2为本技术隔热挡板俯视结构示意图。
[0020]图3为本技术热挡板主视结构示意图。
[0021]图4为本技术隔热挡板与型壳结构示意图。
[0022]图5为本技术托举机构与传动机构结构示意图。
[0023]图6为本技术传动机构结构示意图。
[0024]图7为本技术传动机构示意图。
[0025]图8为本技术托举机构示意图。
[0026]图9为图5中A处放大结构示意图。
[0027]图10为本技术传动连接件结构示意图。
[0028]图中：1.加热炉壳、2.结晶器、3.型壳、4.隔热挡板、5.凸起部、6托举机构、7.支撑杆、8.导向圈、9.竖向杆、10.传动机构、11.固定平台、12.同步圈、13.固定圈、14.立柱、15.第一螺栓、16.第二螺栓、17.传动连接件、18.第一连接部、19.第一长条状通孔、20.圆孔、21.第二连接部、22.第二长条状通孔、23.气缸、24.传动杆、25.连接块、26.第三螺栓、27.第三长条状通孔。
具体实施方式
[0029]如图1至图10所示，为实现提高定向凝固温度梯度，替本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高定向凝固温度梯度的隔热挡板控制系统，其特征在于，包括加热炉壳(1)、结晶器(2)、型壳(3)、隔热挡板(4)、托举机构(6)、传动机构(10)；所述加热炉壳(1)为圆柱形槽体结构，型壳(3)的上部位于加热炉壳(1)内，结晶器(2)设置于型壳(3)下底端，所述隔热挡板(4)为环形结构，其外径大于加热炉壳(1)的下方开口的内径，隔热挡板(4)套设于型壳(3)外且位于结晶器(2)上方；所述隔热挡板(4)通过托举机构(6)托举使隔热挡板(4)与加热炉壳(1)的下缘相抵靠，所述托举机构(6)包括支撑杆(7)、导向圈(8)，所述导向圈(8)为上下开口的环形筒状结构且导向圈(8)的内径大于隔热挡板(4)的外径，其侧壁上开设有朝向导向圈(8)轴心方向的导向通孔，导向圈(8)固设于加热炉壳(1)的下方，所述支撑杆(7)为杆状结构，支撑杆(7)的一端穿过导向圈(8)侧壁上的导向通孔，支撑杆(7)的另一端连接有传动机构(10)；所述传动机构(10)包括驱动部、传动部，所述传动部与支撑杆(7)连接，驱动部与传动部连接，驱动部对传动部施加力使传动部推动支撑杆(7)向导向圈(8)的轴心方向运动，使支撑杆(7)托起隔热挡板(4)。2.根据权利要求1所述的一种提高定向凝固温度梯度的隔热挡板控制系统，其特征在于，所述传动机构(10)的传动部包括固定平台(11)、同步圈(12)、固定圈(13)、立柱(14)、第一螺栓(15)、第二螺栓(16)、传动连接件(17)；所述固定圈(13)、同步圈(12)均为圆环状结构，所述固定圈(13)通过立柱(14)固设于固定平台(11)上方，所述立柱(14)为柱状结构，其竖向设置于固定平台(11)上，固定圈(13)位于立柱(14)的上端，第一螺栓(15)穿过固定圈(13)螺接于立柱(14)内，同步圈(12)套设于固定圈(13)外，同步圈(12)与固定圈(13)之间通过轴承结构连接；传动机构(10)的传动连接件(17)包括第一连接部(18)、第二连接部(21)，第一连接部(18)与第二连接部(21)均为长条状结构，第一连接部(18)长度方向的首端与第二连接部(21)长度方向的尾端交错连接，第一连接部(18)的长度方向上的首端开设有圆孔(20)，第一连接部(18)上延其长度方向开设有第一长条状通孔(19)，位于第一连接部(18)长度方向的首端连接有第二连接部(21)，第二连接部(21)的长度方向与第一连接部(...
【专利技术属性】
技术研发人员：王昊杰，吕明亮，戴俊山，刘海富，
申请(专利权)人：沈阳东博热工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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