生產鋁銦合金的半連續澆鑄裝置的製作方法

2023-06-23 21:01:46

專利名稱：生產鋁銦合金的半連續澆鑄裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及新金屬材料領域，具體是涉及一種生產鋁銦合金的半連續澆鑄裝置。
背景技術：
金屬銦用於平板顯示鍍膜、信息材料、高溫超導材料、集成電路的特殊焊料、高性能合金以及國防、醫藥、高純試劑等眾多高科技領域，產品附加值高，比如IXD電視、太陽能電池、航空軸承和發動機軸承、高科技武器等產品都離不開銦。高純銦製成的銦系化合物是良好的半導體材料。銦合金可用作紅外線檢波器的材料。銦系化合物可製作微波振蕩器。飛機和汽車發動機高級軸承鍍銦能提高耐磨性和耐蝕性，大大延長使用壽命。艦船用探照燈反光鏡鍍一層銦，不怕海水腐蝕，也不變暗。銦合金在原子能工業中用途吸收中子材料；可用來測量中子流及其能量。銦合金，也可用作真空密封，能使玻璃與玻璃或玻璃與金屬相粘接。銦合金同時也常用來製作假牙和裝飾品。銦也是電光源的材料。銦還是易熔合金及特殊焊料的組元等。因此鋁銦合金，是一種可以在很多領域中獲得應用的新型材料。現有技術中，如果在國內生產下遊產品就必須先生產出鋁銦合金原材料，而目前國內沒有任何廠家有能力生產新型鋁銦(AlInCe)合金。製作鋁銦合金的難度較大，具體原因如下鋁的密度僅為2. 7 8/(^3，而銦的密度為7.31 g/cm3。鋁的熔點為660°C而銦的熔點為156°C。簡單地熔煉鋁銦合金，使之的成分達到均勻良好的效果是非常困難的。其次，金屬鋁和金屬銦並不存在固溶體。由於鋁銦合金不存在固溶體，所以銦是以彌散的形式分布在金屬鋁的晶界邊緣的。用現有的生產設備生產出簡單的鋁銦合金，成分偏差大且偏析嚴重；要通過簡單壓力加工成型，有很大難度，容易產生開裂，起皮等質量問題，影響生產效率。本實用新型克服上述技術難點，提供一種生產鋁銦合金的半連續澆鑄設備，其生產出的合金絲可應用於高速軸承塗層，液晶板塗層，太陽能電池，核動力調節劑，光電池，電晶體，解決了合金的成分控制及均勻性等問題，壓力加工成型，提高了生產效率。
發明內容本發明提供了一種生產鋁銦合金的半連續澆鑄裝置，包括爐蓋、爐體、中頻線圈、 坩堝、中間包、結晶器、可開閉式密封門和牽引裝置；其中，所述爐蓋設置在爐體上方，所述中頻線圈設置在所述爐體內側壁上，所述坩堝設置在所述中頻線圈內，所述中間包設置在所述中頻線圈及所述坩堝的下方，所述中間包設置有通孔，所述結晶器與所述中間包的通孔相連通，所述可開閉式密封門設置在爐體底部外側，所述牽引裝置通過所述可開閉式密封門的開閉安裝到所述結晶器的下端，所述牽引裝置設置在所述可開閉式密封門的下方。本發明的半連續澆鑄裝置中，所述爐體側壁上可設置有通風口。本發明的半連續澆鑄裝置中，所述結晶器中設置有內腔和水冷套，所述內腔的上端與所述中間包的通孔相連通，所述內腔的下端通過所述可開閉式密封門與所述牽引裝置相安裝；所述水冷套設置在所述內腔的外周，所述水冷套上設置有進水口和出水口。本發明的半連續澆鑄裝置中，所述牽引裝置包括動力源、傳動設備和引頭；其中， 所述動力源與傳動設備連接，所述引頭設置在傳動設備上。本發明提供了一種生產鋁銦合金的半連續澆鑄裝置，其特徵在於，包括爐蓋、爐體、中頻線圈、坩堝、中間包、結晶器、可開閉式密封門和牽引裝置。其中，牽引裝置包括動力源、傳動設備和引頭。本發明半連續澆鑄裝置的工作原理如下將原料加入坩堝中，對爐體抽真空並通過中頻線圈送電進行熔化。熔化完畢後，準備澆鑄前，向爐體內加入保護氣體，打開可開閉式密封門，通過引頭安裝牽引裝置，引頭裝入結晶器中。開始澆鑄後，將坩堝內的金屬液倒入中間包中，金屬液進入結晶器的內腔中時打開冷卻水，使結晶器的水冷套內充滿流動的冷卻水，使結晶器內腔中的金屬液快速冷卻結晶。同時，將牽引裝置以一定速度向下拉，其中的動力源開動，通過傳動設備拉動引頭。引頭將鑄錠從結晶器中拉出，成型。成品進行後續加工。操作人員關閉可開閉式密封門，並向坩堝中加入原料，重新開始工作。本發明半連續澆鑄裝置能夠方便地取出成品，並且不影響中頻爐內的後續工作， 可以達成連續作業的良好效果，極大提高生產效率。本發明半連續澆鑄裝置使用了真空中頻電爐，實現了真空熔煉一非真空半連續澆鑄的技術。本發明半連續澆鑄裝置中所採用的半連續澆鑄系統，主要由中間包、結晶器、牽引裝置，三部分組成。澆鑄時直接將熔煉完成的原料倒入中間包中，始終保持中間包的液面達到一定的平衡，由牽引裝置進行拉鑄，拉鑄成錠再進行後續的進一步加工。

附圖1本發明半連續澆鑄裝置的示意圖。附圖2本發明半連續澆鑄裝置的結晶器的結構示意圖。附圖3本發明半連續澆鑄裝置中牽引裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步描述，以下實施例僅用於更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不以此來限制本實用新型的保護範圍。實施例1一種合成鋁銦合金的半連續澆鑄裝置，如圖1所示，包括爐蓋10、爐體1、中頻線圈 21、坩堝22、中間包3、結晶器4、可開閉式密封門5和牽引裝置6。其中，爐蓋10設置在爐體1上方，中頻線圈21設置在爐體1內側壁上，坩堝22設置在中頻線圈21內，中間包3設置在中頻線圈21和坩堝22的下方，結晶器4設置在中間包3的底部，中間包3和結晶器4互相連通，結晶器4通過可開閉式密封門5與牽引裝置6 相安裝，可開閉式密封門5設置在爐體1底部外側，牽引裝置6設置在可開閉式密封門5的下方。[0022]其中，中間包3設置有孔31。爐體1側壁上設置有通風口 11，用來將爐體1抽成
真空狀態。參考圖2，結晶器4中設置有內腔41和水冷套42，內腔41的上端與中間包3的孔 31相連通，內腔41的下端通過可開閉式密封門5與牽引裝置6相安裝；水冷套42設置在內腔41的外周，水冷套上設置有進水口 43和出水口 44，圖2中，進水口 43設置在內腔41 的上部，出水口 44設置在內腔41的下部，進水口 43和出水口 44分別設置在內腔41的相對側。參考圖3，牽引裝置6包括動力源7、傳動設備8和引頭9 ；其中，動力源7與傳動設備8連接，引頭9設置在傳動設備8上。引頭9上的上端在可開閉式密封門5打開時，伸入結晶器4的內腔41中，從而將牽引裝置6安裝到爐體1的底部。在實際生產過程中，將原料加入坩堝22中，通過通風口 11對爐體1抽真空並通過中頻線圈21送電進行熔化。全部熔化完畢以後，準備澆鑄。澆鑄前先打開可開閉式密封門5，破壞爐體1內的真空狀態，牽引裝置6上的引頭 9伸入結晶器4的內腔41中，將牽引裝置6安裝到爐體1的底部。準備完畢後開始澆鑄， 直接將坩堝22中的金屬液倒入中間包3中，金屬液開始進入結晶器4的內腔41中，打開冷卻水，讓結晶器4的水冷套42內充滿冷卻水，並且水從進水口 43進入水冷套42，在從出水口 44流出，水不斷流動，把熱量不斷帶走，以達到快速冷卻金屬液使之結晶的目的。同時， 下部的牽引裝置6開始運動，直接連鑄成型。成型完成後，可在爐體1外直接取出鑄錠。將取出的鑄錠直接放在熱處理爐中進行溫度彡550°C、保溫時間彡1小時的熱處理。熱處理完畢以後，再通過軋機對鑄錠進行軋制，將鑄錠軋成細條以後再在拉絲機上拉製成型，拉制時應嚴格控制加工的變形總量。將鑄錠拉製成要求尺寸以後，對其表面進行修整、清洗乾淨以後，包裝鋁銦合金成品、出廠。對採用本實用新型半連續澆鑄裝置製備得到新型鋁銦合金進行成分分析，其中鋁含量為92-95%，銦含量為2-5%，稀土鈰含量很低在0. 01%以下。對採用本實用新型半連續澆鑄裝置合成的鋁銦合金進行金相組織檢測，檢測得到黑色點狀組織為銦在鋁之中彌散分布的情況，其餘組織為鋁的金相組織。綜上所述，採用本實用新型半連續澆鑄裝置所生產出的鋁銦合金，成分均勻穩定、 使用性能良好，生產工藝合理，生產效率高。
權利要求1.一種生產鋁銦合金的半連續澆鑄裝置，其特徵在於，包括爐蓋、爐體、中頻線圈、坩堝、中間包、結晶器、可開閉式密封門和牽引裝置；其中，所述爐蓋設置在爐體上方，所述中頻線圈設置在所述爐體內側壁上，所述坩堝設置在所述中頻線圈內，所述中間包設置在所述中頻線圈及所述坩堝的下方，所述中間包設置有通孔，所述結晶器與所述中間包的通孔相連通，所述可開閉式密封門設置在爐體底部外側，所述牽引裝置通過所述可開閉式密封門的開閉安裝到所述結晶器的下端，所述牽引裝置設置在所述可開閉式密封門的下方。
2.如權利要求1所述的半連續澆鑄裝置，其特徵在於，所述爐體側壁上設置有通風口。
3.如權利要求1所述的半連續澆鑄裝置，其特徵在於，所述結晶器中設置有內腔和水冷套，所述內腔的上端與所述中間包的通孔相連通，所述內腔的下端通過所述可開閉式密封門與所述牽引裝置相安裝；所述水冷套設置在所述內腔的外周，所述水冷套上設置有進水口和出水口。
4.如權利要求1所述的半連續澆鑄裝置，其特徵在於，所述牽引裝置包括動力源、傳動設備和引頭；其中，所述動力源與傳動設備連接，所述引頭設置在傳動設備上。
專利摘要本實用新型提供了一種生產鋁銦合金的半連續澆鑄裝置，包括爐蓋、爐體、中頻線圈、坩堝、中間包、結晶器、可開閉式密封門和牽引裝置；其中，所述爐蓋設置在爐體上方，所述中頻線圈設置在所述爐體內側壁上，所述坩堝設置在所述中頻線圈內，所述中間包設置在所述中頻線圈及所述坩堝的下方，所述中間包設置有通孔，所述結晶器與所述中間包的通孔相連通，所述可開閉式密封門設置在爐體底部外側，所述牽引裝置通過所述可開閉式密封門的開閉安裝到所述結晶器的下端，所述牽引裝置設置在所述可開閉式密封門的下方。採用本實用新型的半連續澆鑄裝置實現連續作業，極大地提高了生產效率，所合成的鋁銦合金不僅成分均勻穩定、而且使用性能良好。
文檔編號C22C1/02GK201940560SQ20112005810
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月8日 優先權日2011年3月8日
發明者李裕江 申請人:上海宇擎稀貴金屬材料有限公司