Устройство для направленной кристаллизации расплава

,.80, 1135549 СОЮЗ СОВЕТСКИХсаиеюиесниРЕСПУБЛИК 4(51) В 22 Р 27/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЙО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТМРЬ 1 Т 1 Ф. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью возможности регулирования интенсивности теплоотвода от расплава .до установившегося режима кристаллизации, холодильник выполнен в видеконуса, а его вершина соединена сгидравлическим приводом.1 1135Изобретение относится к литейномупроизводству, в частности к устройствам для получения слитков с ориентированной структурой (столбчатой.имонокристаллической) . эор между нагревателем 11 и формой,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство,в котором предварительно нагре-.тую изложницу с расплавом погружаютв бак с проточной водой. Изложница 10установлена на плоской платформе,соединенной со штоком гидравлического подъемника Я .Недостатком известного устройстваявляется то, что оно не обеспечивает 15требуемого распределения температурв расплаве до начала его кристаллизации, что особенно важно при йолучении слитков с монокристаллическойструктурой. Так, например, при использовании эатравок необходимо обеспечить такое начальное распределениетемпературы, чтобы расплавить верхнюючасть затравки, сформировать выпуклуюв сторону расплава границу раздела 25фаз и создать на этой границе значительный температурный градиент. Этиусловия обязательны для получениявысококачественной, с точки зренияслужебных свойств, кристаллическойструктуры материала.Кроме того, конструкция известногоустройства является довольно громоздкои.Цель изобретения - возможностьрегулирования интенсивности теплоотвода от расплава до установившегосярежима кристаллизации. 8, а на крышке 9 цилиндра помещентепловой экран 1 О, проникающий в заПоставленная цель достигается тем, что в устройстве для направленной 40 кристаллизации расплава, содержащем нагреватель, емкость для проточного хладагента, холодильник, соединенный с гидравлическим приводом, и литейную форму, установленную на холодиль 45 нике, холодильник выполнен в виде конуса, а его вершина соединена с гидравлическим приводом.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, разрез. 50Литейная форма 1 с расплавом установлена на основании холодильника конуса 2 стального, например), вершина которого снабжена наконечником с резьбой, ввинченным в поршень 3, уплотнительные кольца 4 между поршнем и цилиндром 5 отделяют хладагент 6 например, водуот рабочей жидкости 549 7 (например, масло, глицерин, вода . Около дна цилиндра расположен вентиль Устройство работает следующим образом.В разогретую форму 1 заливают расплав или плавят в ней шихту как в тигле.Необходимое температурное поле вслитке до начала процесса опускания поршня 3 (что особенно важно при выращивании монокристаллов от затравки) обеспечивают положением холодильника 2, которое регулируют глубиной ввинчивания наконечника конуса в поршень 3, величиной зазора ХН ) между уровнем проточного хладагента б и нижним срезом нагревателя, который регулируют положением нагревателя, а также мощностью, выделяемой в нагревателе, и скоростью подачи хлад- агента.После стабилизации теплообмена между элементами установки открывают вентиль 8. С помощью вентиля регулируется скорость опускания поршня 3, от которой зависит скорость продвижения фронта кристаллизации. По мере вытекания из цилиндра 5 рабочей жидкости 7 поршень, нагруженный конусом 2, нарастающим объемом хладагента и формой с расплавом, перемещается вниз. При погружении конуса в хладагент усиливается теплоотвод от формы, и в некоторый момент начинается кристаллизация расплава, оставшегося в форме до начала движения поршня. С мсмента опускания поршня пере-. распределение температуры зависит и от геометрической формы холодильни-. ка его размеров, степени кривизны образующей этого конусовидного тела), Размеры и конфигурацию холодильника можно уточнить в ходе предварительных экспериментов, в зависимости от поставленной задачи кристаллизации, Варьируя перечисленные параметры обеспечивают запрограммированный теплообмен в переходном режиме, т.е, до тех пор, пока в хладагент не погрузится часть формы постоянного сечения) достаточной протяженности.При этом предполагается, что кристаллизации подвергаются длинные слитки, у которых длина в три и более раз превосходит диаметр, Благодаоставитель Н,Бегеба Техред З.Палий Коррек игорРедактор Тираж 746 Подосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб д Заказ 10148 ВНИИПИ4/ ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проект ф 3 1135 ря тому, что факторы, упомянутые выше зазор ХН, мощность нагревателя), задают постоянными и скорость погружения формы тоже поддерживают постоянной с помощью вентиля), теплообмен в зоне затвердевания стабилизируется и сохраняется стабильным тем дольше, чем длинее слиток. Причем фронт кристаллизации устанавливается и остается неподвижным относительно, на О пример, верхнего торца цилиндра.При достижении поршнем дна цилиндра выключают нагреватель, прекращают 549 4подачу хладагента, После этого поднимают нагреватель, снимают тепловой экран и крышку с цилиндра. В простейшем случае, имея доступ в цилиндр и прикрепив, например, стропы к проушинам, заранее приваренным к торцу поршня, механическим способом поднимают нагруженный поршень. При этом поршень, как насос, втягивает рабочую жидкость в цилиндр. Подняв поршень до необходимого уровня, закрывают вентиль, снимают с конуса форму, освобождают стропы.