製備塊狀非晶材料的熱型連鑄裝置的製作方法

2023-05-10 02:20:56

專利名稱：製備塊狀非晶材料的熱型連鑄裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及塊狀非晶合金材料的製備裝置。
背景技術：
專利號為992507804的實用新型專利「真空氣壓鑄造大塊非晶合金裝置」公開了一種真空氣壓鑄造大塊非晶合金裝置，包括真空室、真空裝置、組合夾具、高頻感應線圈、導流管、鋼模、氣體導入管，其中帶有石英噴嘴的組合夾具通過法蘭安裝在真空室裡，在真空室設一抽氣口與真空裝置連接，設一進氣口經氣體導人管與氣源相通，組合夾具上的氣口通過管路與氣體導入管相連；在真空室裡套裝高頻感應線圈於石英噴嘴處，另設導流管於組合夾具和鋼模之間，鋼模安裝在底板上。其不足之處在於多工序、低效率、高成本，塊狀非晶的尺寸受到成型工藝的限制，不能形成連續的工業化生產。

發明內容
本發明的目的是提供製備塊狀非晶合金材料的熱型連鑄裝置，連續地製備出塊狀非晶合金。
本發明為製備塊狀非晶材料的熱型連鑄裝置，包括爐蓋4、耐火磚2、爐體3、冷卻機構10、牽引機構15、底蓋1，耐火磚2安裝在爐體3內的中部位置處，加熱線圈12-1環繞安裝在坩堝8上，引錠16安裝在牽引機構15上，在進行連鑄時，引錠16的上端插在坩堝8延長部上的金屬液出口處，由牽引機構15驅動，向下拉拔金屬液，坩堝8安裝在耐火磚2上的成形錐面上，抽頭5的上部安裝在爐蓋4的頂端，下端連接堵頭10，耐火磚2將爐腔分成上、下兩部分。
沿坩堝8上位於耐火磚2以下的延長部開設通孔的橫截面是圓形的，或是矩形的，在坩堝8內合金熔化時由堵頭10堵住，在連鑄時向上提起堵頭10。
坩堝8下端位於耐火磚2位置處的內表面為圓錐面，堵頭10與坩堝8接觸的下端為球面。
保溫線圈12-2安裝在坩堝8的延長部位置處的耐火磚2的延長部上。
本發明的有益之處在於簡化了工序，提高了生產效率，降低了生產成本，可連續鑄造出塊狀非晶合金。


圖1為本發明的真空氣壓連鑄爐熔化時的示意圖，附圖標記及對應名稱為底蓋1、耐火磚2、爐體3、爐蓋4、抽頭5、閥門6-1、閥門6-2、氬氣瓶7、機械泵8、高頻加熱電源9、堵頭10、坩堝11、加熱線圈12-1、保溫線圈12-2、冷卻水套13、氣套14、牽引裝置15、引錠16。
圖2為本發明的真空氣壓連鑄爐連鑄時的示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發明的熱型連鑄裝置，包括爐蓋4、耐火磚2、爐體3、冷卻機構10、牽引機構15、底蓋1，耐火磚2安裝在爐體3內的中部位置處，加熱線圈12-1環繞安裝在坩堝8上，引錠16安裝在牽引機構15上，在進行連鑄時，引錠16的上端插在坩堝8延長部上的金屬液出口處，由牽引機構15驅動，向下拉拔金屬液，坩堝8安裝在耐火磚2上的成形錐面上，抽頭5的上部安裝在爐蓋4的頂端，下端連接堵頭10，耐火磚2將爐腔分成上、下兩部分。
沿坩堝8上位於耐火磚2以下的延長部開設通孔的橫截面是圓形的，或是矩形的，在坩堝8內合金熔化時由堵頭10堵住，在連鑄時向上提起堵頭10。
坩堝8下端位於耐火磚2位置處的內表面為圓錐面，堵頭10與坩堝8接觸的下端為球面。
保溫線圈12-2安裝在坩堝8的延長部位置處的耐火磚2的延長部上。
如圖1所示，通過耐火磚2、坩堝8和堵頭5，可將爐腔分成上、下兩部分，爐腔上部分內氣壓可控，在加熱線圈12-1剛通電加熱時，上爐腔內保持10-1～10-2pa負壓狀態，母合金開始熔化時上爐腔內保持0.4～0.7atm的正壓，打開底蓋1連鑄時上爐腔內保持0.95～1.05atm的正壓，使坩堝11內金屬液的上表面與坩堝11的下出口之間的金屬液面之間形成合適的壓差。坩堝11置於耐火磚2的成形錐面之上、線圈12-1之內，工作時既充當被加熱體也充當鑄型，其下部的通孔熔化時用抽頭5和堵頭10所構成的機構堵住，連鑄時向上提起；坩堝11和堵頭5之間為線性配合，將坩堝11與堵頭5接觸的部分製成錐面、堵頭5與坩堝11接觸的部分製成球面，可防止金屬液洩露；冷卻水套13噴出的水柱截面為環狀，冷卻程度均勻，冷卻介質為常溫下的水。
本發明的準備過程是將純金屬按所需的配方配製好，用純度99.8％的氬氣進行保護，在水冷銅坩堝感應爐中熔化，為使成分均勻熔化兩次以上，將母合金表面氧化皮去掉然後壓碎成1～5mm大小的塊狀並用酒精清洗。其製備過程為首先將母合金壓碎1～5mm大小的塊狀，通過窺視孔加入到坩堝11和堵頭10之間的空間內，加入量約為坩堝總容量的70％左右，安裝視鏡封閉窺視孔。打開閥門6-1、啟動機械泵8將上爐腔內抽真空至10-2pa以下。用高頻加熱電源9給加熱線圈12-1通電，同時觀察合金的熔化情況，等到快熔化時及時關閉機械泵8、打開閥門6-2通入99.8％氬氣保持0.4～0.7atm正壓進行保護，以防飛濺、氧化；同時，利用紅外線測溫儀進行控溫使母合金熔化後過熱50～100℃並保溫3～5分鐘。開始連鑄時，引錠16的上端插在坩堝8延長部上的金屬液出口處，由牽引機構15驅動，向下拉拔金屬液，牽引速度應與爐膛內壓力、冷卻水量要匹配。
本發明的整個製備過程中由於受到氬氣的保護，同時採用石墨坩堝，減少了對母合金的汙染、氧化程度，有利於非晶的形成，可降低對原材料的純度要求。母合金液在出口端凝固成型，減小了鑄件與型壁之間的摩擦，可製得表面非常光潔的塊狀非晶。
權利要求
1.製備塊狀非晶材料的熱型連鑄裝置，包括爐蓋(4)、耐火磚(2)、爐體(3)、冷卻機構(10)、牽引機構(15)、底蓋(1)，耐火磚(2)安裝在爐體(3)內的中部位置處，加熱線圈(12-1)環繞安裝在坩堝(11)上，引錠(16)安裝在牽引機構(15)上，在進行連鑄時，引錠(16)的上端插在坩堝(8)延長部上的金屬液出口處，由牽引機構(15)驅動，向下拉拔金屬液，其特徵在於坩堝(11)安裝在耐火磚(2)上的成形錐面上，抽頭(5)的上部安裝在爐蓋(4)的頂端，下端連接堵頭(10)，耐火磚(2)將爐腔分成上、下兩部分。
2.根據權利要求1所述的製備塊狀非晶材料的熱型連鑄裝置，其特徵在於沿坩堝(11)上位於耐火磚(2)以下的延長部開設通孔的橫截面是圓形的，或是矩形的，在坩堝(8)內合金熔化時由堵頭(10)堵住，在連鑄時向上提起堵頭(10)。
3.根據權利要求1所述的製備塊狀非晶材料的熱型連鑄裝置，其特徵在於坩堝(8)下端位於耐火磚(2)位置處的內表面為圓錐面，堵頭(10)與坩堝(11)接觸的下端為球面。
4.根據權利要求1所述的製備塊狀非晶材料的熱型連鑄裝置，其特徵在於保溫線圈(12-2)安裝在坩堝(11)的延長部位置處的耐火磚(2)的延長部上。
全文摘要
製備塊狀非晶材料的熱型連鑄裝置，包括爐蓋(4)、耐火磚(2)、爐體(3)、冷卻機構(10)、牽引機構(15)、底蓋(1)，耐火磚(2)安裝在爐體(3)內的中部位置處，加熱線圈(12－1)環繞安裝在坩堝(11)上，引錠(16)安裝在牽引機構(15)上，在進行連鑄時，引錠(16)的上端插在坩堝(8)延長部上的金屬液出口處，由牽引機構(15)驅動，向下拉拔金屬液，其特徵在於坩堝(11)安裝在耐火磚(2)上的成形錐面上，抽頭(5)的上部安裝在爐蓋(4)的頂端，下端連接堵頭(10)，耐火磚(2)將爐腔分成上、下兩部分。
文檔編號B22D11/14GK1739886SQ200510043080
公開日2006年3月1日 申請日期2005年8月2日 優先權日2005年8月2日
發明者寇生中, 丁雨田, 嶽武, 馮柳, 胡勇, 李春燕, 高忙忙, 李金奎, 許廣濟 申請人:蘭州理工大學