Claims (20)
1. Способ отливки металлического материала с образованием детали, включающий следующие стадии:1. The method of casting a metal material with the formation of the part, comprising the following stages:
(a) заливку металлического материала в расплавленном виде в оболочковую форму; и(a) pouring the molten metal material into a shell mold; and
(b) быстрое погружение всей оболочковой формы в ванну, содержащую жидкий охлаждающий металл с низкой температурой плавления, так чтобы достичь, по существу, однородного переноса тепла от расплавленного материала в различных направлениях, таким образом обеспечивая затвердевание расплавленного материала с образованием детали и обеспечением у нее мелкозернистой равноосной зернистой структуры.(b) rapidly immersing the entire shell mold in a bath containing a liquid cooling metal with a low melting point, so as to achieve substantially uniform heat transfer from the molten material in different directions, thereby providing solidification of the molten material to form the part and providing it fine-grained equiaxial granular structure.
2. Способ по п.1, в котором оболочковую форму предварительно нагревают в вакууме или инертной атмосфере.2. The method according to claim 1, in which the shell form is preheated in a vacuum or inert atmosphere.
3. Способ по п.1, в котором оболочковая форма включает внутреннюю поверхность, содержащую агент-зародышеобразователь для улучшения формирования равноосной зернистой структуры.3. The method according to claim 1, in which the shell form includes an inner surface containing a nucleating agent to improve the formation of equiaxed granular structure.
4. Способ по п.3, в котором агент-зародышеобразователь содержит по меньшей мере один кобальтосодержащий оксид.4. The method according to claim 3, in which the nucleating agent contains at least one cobalt-containing oxide.
5. Способ по п.1, в котором ванна имеет массу, которая по меньшей мере в 4 раза превышает общую массу формы и отливаемого металла.5. The method according to claim 1, in which the bath has a mass that is at least 4 times the total mass of the mold and the cast metal.
6. Способ по п.1, в котором скорость погружения определяют скоростью извлечения по меньшей мере 380 см (150 дюймов) в час.6. The method according to claim 1, wherein the dipping speed is determined by the extraction speed of at least 380 cm (150 inches) per hour.
7. Способ по п.1, в котором металлический материал при заливке его в форму находится при температуре, которая примерно на 50-100°C выше его температуры плавления.7. The method according to claim 1, in which the metal material when pouring it into the mold is at a temperature that is about 50-100 ° C above its melting point.
8. Способ по п.1, в котором при заливке металлического материала в форму жидкий охлаждающий металл находится при температуре, которая примерно на 700-1400°C ниже температуры плавления металлического материала.8. The method according to claim 1, wherein when pouring the metal material into the mold, the liquid cooling metal is at a temperature that is about 700-1400 ° C lower than the melting temperature of the metal material.
9. Способ по п.1, в котором расплавленный металлический материал при заливке в форму содержит диспергированные твердые частицы металлического материала, и эти твердые частицы составляют менее чем примерно 2% от общей массы металлического материала.9. The method according to claim 1, wherein the molten metal material, when poured into the mold, contains dispersed solid particles of the metal material, and these solid particles comprise less than about 2% of the total mass of the metal material.
10. Способ по п.9, в котором твердые частицы внутри расплавленного материала получают, подвергая расплавленный материал по меньшей мере одному циклу затвердевания-плавления перед заливкой расплавленного материала в форму.10. The method according to claim 9, in which solid particles inside the molten material are obtained by subjecting the molten material to at least one solidification-melting cycle before pouring the molten material into a mold.
11. Способ по п.1, в котором в ванну погружают множество оболочковых форм для образования множества деталей, и оболочковые формы расположены в ванне таким образом, чтобы обеспечить максимальный перенос тепла от расплавленного материала в различных направлениях.11. The method according to claim 1, in which a plurality of shell molds are immersed to form a plurality of parts, and shell molds are arranged in the bath so as to provide maximum heat transfer from the molten material in different directions.
12. Способ по п.11, в котором оболочковые формы расположены в общем звездообразно относительно друг друга, чтобы обеспечить наибольшее расстояние между формами.12. The method according to claim 11, in which the shell forms are generally star-shaped relative to each other to provide the greatest distance between the forms.
13. Способ по п.1, в котором металлический материал включает специальный сплав на основе никеля, кобальта, железа или их сочетаний.13. The method according to claim 1, in which the metal material comprises a special alloy based on nickel, cobalt, iron, or combinations thereof.
14. Способ по п.13, в котором деталь представляет собой часть турбинного двигателя.14. The method according to item 13, in which the part is part of a turbine engine.
15. Способ по п.1, в котором металлический материал для детали включает группу элементов, в общем нереакционноспособных по отношению к кислороду, а также включает по меньшей мере один элемент, реакционноспособный по отношению к кислороду.15. The method according to claim 1, in which the metal material for the part includes a group of elements that are generally non-reactive with respect to oxygen, and also includes at least one element reactive with respect to oxygen.
16. Способ по п.15, в котором металлический материал, подвергаемый отливке, производят посредством16. The method according to clause 15, in which the metal material being cast is produced by
получения первого слитка способом вакуумной плавки, при этом первый слиток содержит все элементы, реакционноспособные по отношению к кислороду, и по меньшей мере один основной элемент, выбранный из никеля, кобальта или железа;obtaining the first ingot by vacuum melting, the first ingot containing all elements reactive with respect to oxygen, and at least one main element selected from nickel, cobalt or iron;
получения второго слитка способом открытой плавки способом плавки в атмосфере инертного газа или способом вакуумной плавки, при этом второй слиток включает все в общем нереакционноспособные элементы;obtaining a second ingot by open smelting by melting in an inert gas atmosphere or by vacuum smelting, the second ingot comprising all generally non-reactive elements;
соединения двух слитков друг с другом или помещения двух слитков рядом друг с другом для формирования загрузки для плавки; иconnecting two ingots to each other or placing two ingots next to each other to form a charge for melting; and
расплавления загрузки и заливки расплавленного материала в оболочковую форму.melting the loading and pouring the molten material into a shell mold.
17. Способ по п.16, в котором способ вакуумной плавки выбирают из группы, состоящей из вакуумной индукционной плавки, вакуумно-дугового переплава и дуговой плавки с нерасходуемыми электродами;17. The method according to clause 16, in which the vacuum melting method is selected from the group consisting of vacuum induction melting, vacuum arc remelting and arc melting with non-consumable electrodes;
и способ открытой плавки выбирают из группы, состоящей из плавки на воздухе и аргонно-кислородного обезуглероживания.and the open smelting process is selected from the group consisting of smelting in air and argon-oxygen decarburization.
18. Способ по п.16, в котором первый слиток содержит по меньшей мере один из следующих элементов: никель, кобальт или железо, и по меньшей мере один из следующих элементов: алюминий, титан, цирконий, гафний и редкоземельные металлы.18. The method according to clause 16, in which the first ingot contains at least one of the following elements: nickel, cobalt or iron, and at least one of the following elements: aluminum, titanium, zirconium, hafnium and rare earth metals.
19. Способ отливки специального сплава на основе никеля с целью формирования детали турбинного двигателя, включающий следующие стадии:19. A method for casting a special nickel-based alloy to form a turbine engine part, comprising the following steps:
(i) получение первого слитка способом вакуумной плавки, при этом первый слиток содержит никель и все входящие в специальный сплав элементы, которые являются реакционноспособными по отношению к кислороду; и(i) obtaining the first ingot by vacuum smelting, the first ingot containing nickel and all elements included in the special alloy that are reactive with respect to oxygen; and
получение второго слитка посредством способа открытой плавки, плавки в атмосфере инертного газа или вакуумной плавки, при этом второй слиток содержит элементы специального сплава, которые в общем являются нереакционноспособными по отношению к кислороду;obtaining a second ingot by means of an open smelting method, smelting in an inert gas atmosphere or vacuum smelting, the second ingot containing elements of a special alloy, which are generally unreactive with respect to oxygen;
(ii) соединение двух слитков друг с другом или помещение двух слитков рядом друг с другом с получением загрузки для отливки, расплавление загрузки и заливка расплавленного материала в оболочковую форму; и(ii) connecting two ingots to each other or placing two ingots next to each other to obtain a casting load, melting the loading and pouring the molten material into a shell mold; and
(iii) быстрое погружение всей оболочковой формы в ванну, содержащую жидкий охлаждающий металл с низкой температурой плавления, так чтобы обеспечить, по существу, однородный перенос тепла от расплавленного материала в различных направлениях, таким образом обеспечивая затвердевание расплавленного материала с образованием детали и обеспечением у нее мелкозернистой равноосной зернистой структуры.(iii) rapidly immersing the entire shell mold in a bath containing a liquid cooling metal with a low melting point, so as to ensure substantially uniform heat transfer from the molten material in different directions, thereby allowing the molten material to solidify to form the part and provide it fine-grained equiaxial granular structure.
20. Способ по п.19, в котором оболочковая форма включает внутреннюю поверхность, содержащую агент-зародышеобразователь для улучшения образования равноосной зернистой структуры.
20. The method according to claim 19, in which the shell form includes an inner surface containing a nucleating agent to improve the formation of equiaxial granular structure.