[发明专利]一种应用于单晶铸造炉的结晶环

说明书

本发明提供了一种应用于单晶铸造炉的结晶环，包含结晶盘和冷却装置，模壳放置在结晶盘上，所述冷却装置包含气冷部和水冷部，所述气冷部位于水冷部的上方，所述气冷部输出的惰性气体环绕在所述模壳的四周，形成位于上部的气冷区，所述水冷部环绕在所述模壳的外周，形成位于下部的水冷区，且所述气冷区和所述水冷区之间形成预设的温度梯度。本发明的应用于单晶铸造炉的结晶环，由于配置了气冷部和水冷部，对应形成了气冷区和水冷区，且所述气冷区和所述水冷区之间形成预设的温度梯度，也即生成了非常高的温度梯度，使得冷却均匀且冷却速度快，并有助于改进拉单晶工艺，提高单晶叶片的产品生产率和性能。

技术领域

本发明涉及真空冶金技术领域，尤其涉及一种应用于单晶铸造炉的结晶环。

背景技术

定向凝固单晶技术目前广泛应用航空制造工业领域，为提高航空燃气涡轮发动机单晶叶片的性能和使用寿命做出了巨大贡献。近年来，国内外研究发现，进一步提高凝固前沿的温度梯度，不仅可提高单晶叶片生产率，而且可显著提高单晶叶片的性能。

结晶环对单晶铸造炉模壳形成高的温度梯度有着重要的影响，较高的温度梯度是定向凝固单晶铸造炉最终生产出理想单晶叶片的重要条件。然而，现有的结晶环多为单一的水冷式结晶环，其主要通过吸收模壳热辐射产生的热量产生温度梯度，很难进一步提高温度梯度，从而不能满足新的拉单晶工艺的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种应用于单晶铸造炉的结晶环，解决现有结晶环的温度梯度较低的问题。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种应用于单晶铸造炉的结晶环，包含结晶盘和冷却装置，模壳放置在结晶盘上，所述冷却装置包含气冷部和水冷部，所述气冷部位于水冷部的上方，所述气冷部输出的惰性气体环绕在所述模壳的四周，形成位于上部的气冷区，所述水冷部环绕在所述模壳的外周，形成位于下部的水冷区，且所述气冷区和所述水冷区之间形成预设的温度梯度。

特别的，所述预设的温度梯度为80℃/cm—120℃/cm。

特别的，所述气冷区的冷却高度小于所述水冷区的冷却高度。

特别的，所述气冷部包含均布在所述模壳四周的多个喷嘴，每个所述喷嘴朝向所述模壳。

特别的，所述水冷部包含进水口和出水口，且所述出水口位于所述进水口的上方。

特别的，所述气冷部的上方设有隔板，所述隔板配置为阻隔所述气冷区。

特别的，所述结晶盘的底端连接有模壳抽拉装置，所述模壳抽拉装置配置为移动所述模壳。

本发明的应用于单晶铸造炉的结晶环，由于配置了气冷部和水冷部，对应形成了气冷区和水冷区，且所述气冷区和所述水冷区之间形成预设的温度梯度，也即生成了非常高的温度梯度，使得冷却均匀且冷却速度快，并有助于改进拉单晶工艺，提高单晶叶片的产品生产率和性能。

附图说明

图1为本发明中一种实施例的应用于单晶铸造炉的结晶环的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。