專利名稱：一種用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于冶金工具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于滿足ITER用內(nèi)錫 法Nb3Sn股線生產(chǎn)需要的Sn基Sn-Ti合金熔煉用澆注模具。
背景技術(shù)：
Nb3Sn超導(dǎo)股線由于具有優(yōu)異的高場(chǎng)性能而被廣泛應(yīng)用于各種高場(chǎng)領(lǐng) 域。在內(nèi)錫法Nb3Sn股線中添加元素Ti可提高熱處理時(shí)Nb3Sn相的形成速 率進(jìn)而提高其高場(chǎng)性能，另外Ti元素的添加提高了錫基體的強(qiáng)度有利于股 線的長(zhǎng)線加工。在Nb3Sn股線制備過(guò)程中添Ti的方式有多種，目前普遍采 用含Ti的Sn基合金代替純Sn達(dá)到添Ti的目的。日本和美國(guó)的技術(shù)采用無(wú) 攪拌的微波爐做熔煉手段，以Sn和純Ti片做原料，鑄鐵或不銹鋼和Cu模 做澆注模；中國(guó)技術(shù)采用具有電磁攪拌功能的中頻感應(yīng)爐作為熔煉手段，用 Sn-Ti中間合金代替純Ti片，用冷卻能力好的水冷銅模作為澆注模具。但由 于純Sn與Ti熔點(diǎn)、密度(Tmsn-231.9。C和TmTi=1668.0°C、 pSn=7.27g/cm3 和PT尸4.51g/cm3)的巨大差異，為了制備滿足內(nèi)錫法Nb3Sn超導(dǎo)股線制備需 要，在Sn-Ti合金的熔煉與澆鑄過(guò)程必須在高溫1400 1500'C甚至更高階段 完成，所以無(wú)論是鑄鐵、不銹鋼還是銅澆鑄模在澆鑄過(guò)程都極易損壞，導(dǎo)致 材料的制作成本增加，而且效率不高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具，避免了高溫熔融金屬液體對(duì)水冷銅模主體內(nèi)壁的沖刷，并且容易脫模。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具，包
括水冷銅模主體、與水冷銅模主體底部固連的水冷銅模底座，水冷銅模底座 的兩端部分別設(shè)置有底座進(jìn)水口和底座出水口，水冷銅模主體的側(cè)壁由內(nèi)壁 和外壁組成，內(nèi)、外壁之間形成空腔，水冷銅模主體靠近上端和靠近下端處 分別設(shè)置有與空腔相通的主體出水口和主體進(jìn)水口，水冷銅模主體上端放置 有石墨澆注帽口，石墨澆注帽口下端部的內(nèi)徑小于上端部的內(nèi)徑，并且石墨 澆注帽口下端部出口的內(nèi)徑小于水冷銅模主體內(nèi)壁的內(nèi)徑。 本發(fā)明的特征還在于-
石墨澆注帽口下端部出口的內(nèi)徑為水冷銅模主體內(nèi)壁內(nèi)徑的1/2。 水冷銅模主體內(nèi)壁為上大下小的圓錐臺(tái)形。
本實(shí)用新型的模具，采用上端大、下端小的石墨澆注帽口，并且石墨澆 注帽口的下端開(kāi)口處與水冷銅模主體的內(nèi)壁不接觸，使得高溫熔融金屬液體 直接澆鑄于帶有石墨底墊的水冷銅模底座上，而不會(huì)沖刷水冷銅模主體的內(nèi) 壁，保護(hù)了水冷銅模主體，增加了其使用壽命。


圖1是本實(shí)用新型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1.石墨澆注帽口， 2.水冷銅模主體，3水冷銅模底座，4.主體出 水口， 5.主體進(jìn)水口， 6.底座進(jìn)水口， 7.底座出水口， 8.空腔。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 本實(shí)用新型澆注模具的結(jié)構(gòu)如圖1所示，用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模 具，包括設(shè)置有底座進(jìn)水口 6和底座出水口 7的水冷銅模底座3，在水冷銅模底座3上固定有內(nèi)壁直徑上大下小的水冷銅模主體2，水冷銅模主體2的 內(nèi)壁與外壁之間形成空腔，在水冷銅模主體2外壁的上端開(kāi)有與空腔8相連 的主體出水口 4，在水冷銅模主體2外壁的下端開(kāi)有與空腔8相連的主體進(jìn) 水口 5，在水冷銅模主體2的頂端還固定有石墨澆注帽口 1，石墨澆注帽口 1 內(nèi)部呈"漏斗"型，石墨澆注帽口 1的下端開(kāi)口處的內(nèi)徑要小于水冷銅模主 體2的內(nèi)徑的1/2，并且石墨澆注帽口 1的下端開(kāi)口處與水冷銅模主體2的 內(nèi)壁有一定距離。
將原料置于坩鍋中，當(dāng)溫度升至原料完全熔化，保溫精練一段時(shí)間后， 通過(guò)石墨澆注帽口 1將原料澆注于水冷銅模主體2中，得到Sn-Ti合金鑄錠。 采用非對(duì)稱式"漏斗狀"的石墨澆注帽口 1，石墨澆注帽口 1的下端開(kāi)口與 水冷銅模主體2內(nèi)壁之間有一定距離，高溫熔融金屬液體直接澆鑄于帶有石 墨底墊的水冷銅模底座3上，從而有效避免了高溫熔融金屬液體對(duì)水冷銅模 主體2內(nèi)壁的沖刷，保護(hù)了水冷銅模主體2，增加了其使用壽命。水冷銅模 主體2的內(nèi)壁直徑上大下小，使得脫模容易，延長(zhǎng)了模具使用壽命，降低了 生產(chǎn)成本。并且采用本實(shí)用新型模具獲得的Sn-Ti合金錠其Sn /Ti顆粒細(xì)小 且很好的彌散于Sn基體中，能夠滿足ITER用Nb3Sn股線批量生產(chǎn)需要。
權(quán)利要求1.一種用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具，包括水冷銅模主體(2)、與水冷銅模主體(2)底部固連的水冷銅模底座(3)，水冷銅模底座(3)的兩端部分別設(shè)置有底座進(jìn)水口(6)和底座出水口(7)，其特征在于，所述的水冷銅模主體(2)的側(cè)壁由內(nèi)壁和外壁組成，內(nèi)、外壁之間形成空腔(8)，所述水冷銅模主體(2)靠近上端和靠近下端處分別設(shè)置有與空腔(8)相通的主體出水口(4)和主體進(jìn)水口(5)，所述的水冷銅模主體(2)上端放置有石墨澆注帽口(1)，石墨澆注帽口(1)下端部的內(nèi)徑小于上端部的內(nèi)徑，并且石墨澆注帽口(1)下端部出口的內(nèi)徑小于水冷銅模主體(2)內(nèi)壁的內(nèi)徑。
2. 按照權(quán)利要求1所述的澆注模具，其特征在于，所述石墨澆注帽口(l) 下端部出口的內(nèi)徑為水冷銅模主體(2)內(nèi)壁內(nèi)徑的1/2。
3. 按照權(quán)利要求1所述的澆注模具，其特征在于，所述水冷銅模主體(2) 內(nèi)壁為上大下小的圓錐臺(tái)形。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具，包括水冷銅模主體、與水冷銅模主體底部固連的水冷銅模底座，水冷銅模底座的兩端部分別設(shè)置有底座進(jìn)水口和底座出水口，水冷銅模主體的側(cè)壁由內(nèi)壁和外壁組成，內(nèi)、外壁之間形成空腔，水冷銅模主體靠近上端和靠近下端處分別設(shè)置有與空腔相通的主體出水口和主體進(jìn)水口，水冷銅模主體上端放置有石墨澆注帽口，石墨澆注帽口下端部的內(nèi)徑小于上端部的內(nèi)徑，并且石墨澆注帽口下端部出口的內(nèi)徑小于水冷銅模主體內(nèi)壁的內(nèi)徑。使得高溫熔融金屬液體直接澆鑄于帶有石墨底墊的水冷銅模底座上，而不會(huì)沖刷水冷銅模主體的內(nèi)壁，保護(hù)了水冷銅模主體，增加了其使用壽命。
文檔編號(hào)B22C9/06GK201300191SQ20082022265
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者劉建偉, 唐先德, 孫霞光, 李春廣, 管軍強(qiáng), 肖成舉 申請(qǐng)人:西部超導(dǎo)材料科技有限公司