[发明专利]一种用于定向凝固的冷却方法及装置

权利要求书

1.一种用于定向凝固的冷却方法，其特征在于采用液态金属作为冷却液，对模壳单独采用喷淋冷却法，或者喷淋冷却法和浸入冷却法同时进行。

2.根据权利要求1所述的用于定向凝固的冷却方法，其具体特征在于所述冷却液喷淋在定向凝固保温炉的下沿，并包围模壳的外表面以反射保温炉传来的热辐射。

3.根据权利要求1所述的用于定向凝固的冷却方法，其特征在于所述冷却液落下后又被抽出以循环利用，冷却液在循环中被冷却。

4.根据权利要求1所述的用于定向凝固的冷却方法，其具体特征在于所述冷却采用浸入式冷却，操作步骤如下：

①对熔炼炉(2)的加热线圈通电加热，将熔炼炉(2)内的固态高温合金(3)熔化；

②将熔化后的高温合金注入保温炉(5)内的模壳(9)中；

③浇铸结束后，模壳(9)随抽拉机构(4)向下移动，使模壳(9)下部浸入储液器(12)内的液态金属冷却液(13)中，使模壳(9)内部的温度梯度始终向上；

④同时处在保温炉(5)下沿包围模壳(9)的环形喷头(11)开始工作，将液态金属冷却液(13)喷在模壳(9)周围，由于液态金属冷却液(13)喷雾呈环状分布，因此能有效隔绝加热区和冷却区之间的热辐射；

⑤模壳(9)不断向下移动，热量被下部和侧壁的液态金属冷却液(13)吸收，而整体的温度梯度竖直向上，使熔融高温合金(7)由下至上逐渐冷却、凝固成型。

5.根据权利要求1所述的用于定向凝固的冷却方法，其特征在于所述冷却法采用非浸入式冷却，具体操作步骤如下：

①对熔炼炉(2)的加热线圈通电加热，将熔炼炉(2)内的固态高温合金(3)熔化；

②将熔化后的高温合金注入保温炉(5)内的模壳(9)中；

③浇铸结束后，模壳(9)随抽拉机构(4)向下移动，逐渐移出保温炉(5)进行冷却；

④同时处在保温炉(5)下沿包围模壳(9)的环形喷头(11)开始工作，将液态金属冷却液(13)喷在模壳(9)周围，由于液态金属冷却液(13)喷雾呈环状分布，因此能有效隔绝加热区和冷却区之间的热辐射；

⑤模壳(9)不断向下移动，热量被模壳侧壁的液态金属冷却液(13)吸收，而整体温度梯度竖直向上，使熔融高温合金(7)由下至上逐渐冷却、凝固成型。

6.一种用于定向凝固的冷却装置，应用于根据权利要求1所述的用于定向凝固的冷却方法，包括带有加热线圈(1)的熔炼炉(2)、保温炉(5)、模壳(9)和储液器(12)；其特征在于所述将保温炉(5)的上盖上有浇注口，在该浇注口的上方设置所述带有加热线圈(1)的熔炼炉(2)，该熔炼炉(2)下部的出液口正对准保温炉(5)上盖上的浇注口，所述保温炉(5)内腔能容置模壳(9)，其内腔中部有上隔热板(8)将保温炉(5)内腔分隔为上加热区(6)和下加热区，上下加热区内设置电加热元件，保温炉(5)下开口处设有下隔热板(10)；在保温炉(5)下沿设置环形喷头(11)，所述环形喷头(11)经一个冷却系统(16)接通了泵(15)的出口，该泵(15)的进口接通所述储液器(12)的下部，所述储液器(12)置于保温炉(5)的下方；一个抽拉机构(4)承载所述模壳(9)，构成浸入式冷却装置。

7.一种用于定向凝固的冷却装置，应用于根据权利要求1所示的用于定向凝固的冷却方法，包括带有加热线圈(1)的熔炼炉(2)、保温炉(5)、模壳(9)和储液器(12)，其特征在于所述保温炉(5)的上盖上有浇注口，在该浇注口的上方设置所述带有加热线圈(1)的熔炼炉(2)，该熔炼炉(2)下部的出液口正对准保温炉(5)上盖上的浇注口；所述保温炉(5)内腔能容置模壳(9)，其内腔中部有上隔板(8)将保温炉(5)内腔分隔为上加热区(6)和下加热区，上下加热区内设置电加热元件，保温炉(5)下开口处设有下隔热板(10)；在保温炉(5)下沿设置环形喷头(11)，所述环形喷头(11)经一个冷却系统(16)接通一个泵(15)的出口，该泵(15)的进口接通所述储液器(12)；所述模壳(9)安置在所述储液器(12)上，储液器(12)由一个抽拉机构(4)承载，构成非浸入式冷却装置。