一种定向凝固铸造用隔热挡板制造技术

本发明专利技术提供一种定向凝固铸造用隔热挡板，其特征在于：由两块或多块拼合而成，外圈与铸型保温炉炉体紧密结合，内圈形状尺寸和所用模壳形状尺寸吻合，使其之间的缝隙控制在０．５－１０ｍｍ，以保证上下拉动模壳时，模壳运动不受复合石墨硬毡挡板影响。该隔热挡板可以用很多方法固定在定向凝固炉的模壳加热区下方，如用钼丝或者夹片将其固定。本发明专利技术提供的定向凝固铸造用隔热挡板具有如下优点：不但具有很好的隔热效果，而且使用方便，由于复合石墨硬毡带有石墨纸的一面朝向保温炉内，在高温下表面较强的光泽反射辐射热的效果好，与以往所有环形隔热挡板比较，与模壳之间距离显著减小，隔热效果明显提高；制造更方便；温度梯度提高很明显，得到更理想的定向结晶组织。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及定向凝固技术，具体地说是一种应用于定向凝固设备的新型高温隔热挡板。
技术介绍
在传统定向凝固过程中，合金锭熔化后浇铸到在保温炉中预热的铸型中，铸型放置在水冷结晶器上，铸型以一定的速度逐渐拉出保温炉，形成铸件较高的温度梯度，这是形成金属定向结晶组织的关键。为了达到最大的温度梯度，关键是要使保温炉热区的热量向保温炉外冷区的热辐射损失减到最小，使热量主要通过水冷结晶器传导以及通过在保温炉外的铸型表面向外界辐射散失。为了促进垂直于零件横截面的定向热流(加大该方向上的温度梯度)，一般在保温炉底部设置一种隔热挡板，通过隔热挡板将加热区和冷却区两部分隔开。隔热挡板隔热效果对固液界面前沿的温度梯度有直接的影响。目前，定向凝固设备中隔热挡板主要为环状且尺寸固定的刚玉环、钼片、多层钼片夹石墨毡等。这些隔热挡板共有的缺点在于无法根据模壳形状尺寸改变隔热挡板的形状和尺寸，它们都是环状的，与模壳距离较远，这导致加热区的热量从模壳跟隔热环之间大量辐射损失到外界，尤其是辐射到冷却区的热量严重影响了上下区的温度梯度。刚玉环和钼片结构的另一个缺点在于使用不方便，需要复杂制备工艺和后续加工才能制成，成本高，而且很难制成复杂形状。另外刚玉环在高温使用中容易开裂，从而影响其隔热效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种定向凝固中，提高温度梯度、隔热效果好、成本低廉、使用方便的新型复合石墨硬毡高温隔热挡板。本专利技术提供一种定向凝固铸造用隔热挡板，其特征在于由两块或多块拼合而成，外圈与炉壳紧密结合，内圈形状尺寸和所用模壳形状尺寸吻合，使其之间的缝隙控制在0.5-10mm，以保证上下拉动模壳时，模壳运动不受复合石墨硬毡挡板影响。该隔热挡板可以用很多方法固定在定向凝固炉的铸型保温炉加热区下方，例如可以应用钼丝或者夹片将其固定。本专利技术提供的定向凝固铸造用隔热挡板，其块在厚度上可以由一片或多片石墨硬毡构成多层结构。本专利技术提供的定向凝固铸造用隔热挡板，其块的厚度为0.5～8cm。本专利技术提供的定向凝固铸造用隔热挡板具有如下优点1、不但具有很好的隔热效果，而且使用方便。由于本专利技术中将复合石墨硬毡带有石墨纸的一面朝向保温炉内，在高温下表面较强的光泽反射辐射热的效果好。另外，复合石墨硬毡本身具有很好的隔热效果，通过裁减或切割技术使其外圈与铸型保温炉炉体紧密结合，内圈形状尺寸和所用模壳外圈形状尺寸吻合，使其之间的缝隙控制在0.5-10mm，这样能达到更好的隔热效果。与以往所有环形隔热挡板比较，与模壳之间距离显著减小，隔热效果明提高。2、与现有技术中刚玉环或者专利01250519.6提到的三层钼片夹一层石墨毡做隔热挡板相比，制造更方便，只要将其复合石墨硬毡对应铸型保温炉和模壳尺寸切割或者裁减而不需要机械加工，然后固定在加热区下方即可，隔热挡板形状可随铸型形状、尺寸的改变而改变。3、采用本专利技术时温度梯度提高很明显，得到更理想的定向结晶组织。附图说明图1为复合石墨硬毡隔热挡板在定向凝固铸造中应用的示意图；图2为图1的AA剖面图；图3为传统隔热挡板在定向凝固铸造中应用的示意图；图4为应用本专利技术的定向设备拉出定向板状试样宏观腐蚀后的照片；图5为应用一般环形隔热挡板的定向设备拉出定向板状试样宏观腐蚀后的照片。具体实施例方式下面结合实例进行详述。如图1所示，对于某特定的模壳(1)，隔热挡板(2)选用70mm厚的石墨硬毡，石墨硬毡，可以从相关供应商处得到，例如德国SGL炭材料集团生产的SIGRATHERM石墨硬毡，中国辽阳炭制品厂生产的石墨硬毡等，石墨硬毡为多层结构，至少一面表面有石墨纸，中间部分为石墨纤维，应用裁减或切割技术使其外圈与铸型保温炉炉体(3)紧密结合，内图形状尺寸和所用模壳外圈形状尺寸吻合，使其之间的缝隙(4)控制在0.5mm，同时保证上下拉动模壳时，模壳运动不受复合石墨硬毡挡板影响。由于模壳的底盘(11)和浇口(12)形状、尺寸与铸件区域即模壳中段部分(13)差异很大，为了更好的隔热，可将复合石墨硬毡(2)切成两半，将复合石墨硬毡中间裁成与模壳中段部分(13)形状吻合。用固定在加热炉壳(3)上的夹片(5)将复合石墨硬毡固定在加热区下方。将该隔热挡板应用于真空高温环境下，位于加热区的下方。复合石墨硬毡有石墨纸的一面朝上，在高温下表面有较强的光泽，反射辐射热的效果好，复合石墨硬毡本身具有很强的隔热效果。将该隔热挡板用于自行研制的定向凝固设备(如图1和2所示)，温度梯度较以刚玉环或钼片环作隔热挡板(如图3所示)有了很大提高。应用该隔热挡板与应用一般环形隔热挡板的定向设备拉出定向板状试样宏观腐蚀后的对比见图4和图5。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定向凝固铸造用隔热挡板，其特征在于：由两块或多块拼合而成，外圈与铸型保温炉炉体紧密结合，内圈形状尺寸和所用模壳形状尺寸吻合，使其之间的缝隙控制在０．５－１０ｍｍ。

【技术特征摘要】
1.一种定向凝固铸造用隔热挡板，其特征在于由两块或多块拼合而成，外圈与铸型保温炉炉体紧密结合，内圈形状尺寸和所用模壳形状尺寸吻合，使其之间的缝隙控制在0.5-10mm。2.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，燕冰川，楼琅洪，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]