本發(fā)明涉及一種熔鑄設(shè)備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的真空熔鑄設(shè)備中，等離子熔煉、真空感應(yīng)熔煉爐、真空澆注爐和定向凝固爐往往采用單獨(dú)設(shè)計(jì)，每種爐體均有各自獨(dú)立的真空系統(tǒng)和熔煉室，大大的增加了設(shè)備部件數(shù)量，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，從而大幅度提高了設(shè)備制造成本，降低了生產(chǎn)效率，而且操作不方便，同時(shí)增大了設(shè)備的故障率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的真空熔鑄設(shè)備中每種爐體均有各自獨(dú)立的真空系統(tǒng)和熔煉室，增加了設(shè)備部件數(shù)量，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，從而大幅度提高了設(shè)備制造成本的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種應(yīng)用于高熔點(diǎn)高活性金屬材料的多功能熔鑄設(shè)備。

本發(fā)明的一種應(yīng)用于高熔點(diǎn)高活性金屬材料的多功能熔鑄設(shè)備是由真空室、感應(yīng)線(xiàn)圈、坩堝、羅茨泵、機(jī)械泵、等離子發(fā)射裝置、升降裝置、氣氛控制系統(tǒng)、翻轉(zhuǎn)裝置、澆液漏斗、模殼、石墨加熱體、測(cè)控溫裝置、水冷銅盤(pán)、拉伸裝置、懸浮線(xiàn)圈、物料進(jìn)給裝置、底部支架、水冷軸和保溫層組成；

升降裝置設(shè)置在真空室上壁的外側(cè)，等離子發(fā)射裝置和升降裝置固定在一起，等離子發(fā)射裝置穿過(guò)真空室上壁的孔進(jìn)入真空室內(nèi)，坩堝與設(shè)置在真空室內(nèi)壁的翻轉(zhuǎn)裝置固定在一起，坩堝外壁設(shè)置有感應(yīng)線(xiàn)圈，并且坩堝設(shè)置在等離子發(fā)射裝置的正下方；所述的升降裝置是能將等離子發(fā)射裝置上下移動(dòng)的機(jī)械裝置；所述的翻轉(zhuǎn)裝置是能在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置；

物料進(jìn)給裝置設(shè)置在真空室上壁外側(cè)靠近升降裝置處；在真空室內(nèi)物料進(jìn)給裝置的正下方設(shè)置兩端敞口的圓柱形石墨加熱體，石墨加熱體內(nèi)壁設(shè)置保溫層，保溫層內(nèi)設(shè)置模殼，所述的石墨加熱體的頂部設(shè)置一個(gè)澆液漏斗，澆液漏斗下端出口伸入到模殼內(nèi)，澆液漏斗上方設(shè)置懸浮線(xiàn)圈，模殼的側(cè)壁與真空室外的測(cè)控溫裝置連通，在模殼的下端面設(shè)置水冷銅盤(pán)，水冷銅盤(pán)下端面連通水冷軸，水冷軸的底部設(shè)置拉伸裝置；所述的物料進(jìn)給裝置是可以上下移動(dòng)的機(jī)械裝置；所述的拉伸裝置是可以帶動(dòng)水冷軸上下移動(dòng)的設(shè)備；

真空室的下方設(shè)置底部支架，羅茨泵和機(jī)械泵連通，機(jī)械泵和真空室連通，氣氛控制系統(tǒng)與真空室連通。

本發(fā)明設(shè)備由真空獲得及測(cè)量系統(tǒng)、感應(yīng)熔煉澆鑄系統(tǒng)、離子束熔煉系統(tǒng)、無(wú)坩堝感應(yīng)熔煉滴注系統(tǒng)、模殼加熱控溫系統(tǒng)、HRS定向凝固系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和工作臺(tái)架及水冷附件組成。

本發(fā)明只采用一套真空獲得及測(cè)量系統(tǒng)和一個(gè)熔煉室就能實(shí)現(xiàn)等離子熔煉、真空感應(yīng)加熱熔煉、等離子-感應(yīng)復(fù)合熔煉、真空澆注、無(wú)坩堝感應(yīng)熔煉滴注和HRS定向凝固等多種用途，極大的減少了設(shè)備部件的數(shù)量，并簡(jiǎn)化了設(shè)備的結(jié)構(gòu)，從而大幅度的降低了設(shè)備的制造成本和故障率。

附圖說(shuō)明

圖1為具體實(shí)施方式一的應(yīng)用于高熔點(diǎn)高活性金屬材料的多功能熔鑄設(shè)備的示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式為一種應(yīng)用于高熔點(diǎn)高活性金屬材料的多功能熔鑄設(shè)備，見(jiàn)圖1，具體是由真空室1、感應(yīng)線(xiàn)圈2、坩堝3、物料進(jìn)給裝置4、羅茨泵5、機(jī)械泵6、懸浮線(xiàn)圈7、等離子發(fā)射裝置8、升降裝置9、氣氛控制系統(tǒng)10、底部支架11、保溫層12、翻轉(zhuǎn)裝置13、澆液漏斗14、模殼15、石墨加熱體16、測(cè)控溫裝置17、水冷銅盤(pán)18、拉伸裝置19和水冷軸20組成；

升降裝置9設(shè)置在真空室1上壁的外側(cè)，等離子發(fā)射裝置8和升降裝置9固定在一起，等離子發(fā)射裝置8穿過(guò)真空室1上壁的孔進(jìn)入真空室1內(nèi)，坩堝3與設(shè)置在真空室1內(nèi)壁的翻轉(zhuǎn)裝置13固定在一起，坩堝3外壁設(shè)置有感應(yīng)線(xiàn)圈2，并且坩堝3設(shè)置在等離子發(fā)射裝置8的正下方；所述的升降裝置9是能將等離子發(fā)射裝置8上下移動(dòng)的機(jī)械裝置；所述的翻轉(zhuǎn)裝置13是能在豎直面內(nèi)帶動(dòng)坩堝3同步旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置；

物料進(jìn)給裝置4設(shè)置在真空室1上壁外側(cè)靠近升降裝置9處；在真空室1內(nèi)物料進(jìn)給裝置4的正下方設(shè)置兩端敞口的圓柱形石墨加熱體16，石墨加熱體16內(nèi)壁設(shè)置保溫層12，保溫層12內(nèi)設(shè)置模殼15，所述的石墨加熱體16的頂部設(shè)置一個(gè)澆液漏斗14，澆液漏斗14下端出口伸入到模殼15內(nèi)，澆液漏斗14上方設(shè)置懸浮線(xiàn)圈7，模殼15的側(cè)壁與真空室1外的測(cè)控溫裝置17連通，在模殼15的下端面設(shè)置水冷銅盤(pán)18，水冷銅盤(pán)18下端面連通水冷軸20，水冷軸20的底部設(shè)置拉伸裝置19；所述的物料進(jìn)給裝置4是可以帶著物料棒材21上下移動(dòng)的機(jī)械裝置；所述的拉伸裝置19是可以帶動(dòng)水冷軸20上下移動(dòng)的設(shè)備；

真空室1的下方設(shè)置底部支架11，羅茨泵5和機(jī)械泵6連通，機(jī)械泵6和真空室1連通，氣氛控制系統(tǒng)20與真空室1連通。

本實(shí)施方式的應(yīng)用于高熔點(diǎn)高活性金屬材料的多功能熔鑄設(shè)備的使用方法：

一、等離子-感應(yīng)復(fù)合熔煉：

1)準(zhǔn)備N(xiāo)b-22Ti-16Si(at.％)400g的鈮基合金原料；

2)將原料放入坩堝3中，關(guān)閉設(shè)備蓋，啟動(dòng)機(jī)械泵抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到5Pa時(shí)，啟動(dòng)羅茨泵5，將真空度抽至5×10^-2Pa，通過(guò)氣氛控制系統(tǒng)10返充氬氣至300Pa；

3)啟動(dòng)感應(yīng)線(xiàn)圈2進(jìn)行感應(yīng)熔煉；

4)待原料開(kāi)始熔化，啟動(dòng)等離子發(fā)射裝置8，調(diào)節(jié)升降裝置9使得等離子發(fā)射裝置8對(duì)原料表面進(jìn)行等離子熔煉；

5關(guān)閉等離子發(fā)射裝置8，調(diào)節(jié)升降裝置9升起等離子發(fā)射裝置8；

6)關(guān)閉感應(yīng)線(xiàn)圈2，靜置，冷卻后取出坩堝3中的合金錠。

二、真空澆注：

通過(guò)石墨加熱體16對(duì)模殼15進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)?shù)入x子-感應(yīng)復(fù)合熔煉結(jié)束時(shí)，迅速使用翻轉(zhuǎn)裝置13將金屬液通過(guò)澆液漏斗14倒入模殼15中。

三、無(wú)坩堝感應(yīng)熔煉滴注-定向凝固：

1)準(zhǔn)備N(xiāo)b-22Ti-16Si-2Cr-2Al-2Hf(at.％)制備的Nb-Si合金棒材21；

2)將Nb-Si合金棒材21安裝在物料進(jìn)給裝置4的下端，啟動(dòng)物料進(jìn)給裝置4，調(diào)整棒材21下端位置至懸浮線(xiàn)圈7的中間；

3)關(guān)閉設(shè)備蓋，啟動(dòng)機(jī)械泵6抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到5Pa時(shí)，啟動(dòng)羅茨泵5，將真空度抽至5×10^-2Pa，通過(guò)氣氛控制系統(tǒng)10返充氬氣至300Pa；

4)通過(guò)石墨加熱體16對(duì)模殼15進(jìn)行預(yù)熱，通過(guò)測(cè)控溫裝置17控制溫度在1500℃；

5)在水冷銅盤(pán)18和水冷軸20中通入循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻；

6)啟動(dòng)懸浮線(xiàn)圈7進(jìn)行感應(yīng)熔煉；

7)隨著Nb-Si合金棒材21融化滴落至模殼15中，調(diào)整物料進(jìn)給裝置4的給料速度，使原料補(bǔ)充和滴落損失相互平衡；

8)啟動(dòng)拉伸裝置19，以0.5mm/min的速度拉伸鑄錠，抽拉距離100mm，待抽拉完成后，關(guān)閉電源，待鑄錠冷卻后取出。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：所述的保溫層12是石棉或石墨氈。其他與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：所述的坩堝3是水冷銅坩堝。其他與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：所述的坩堝3是石墨坩堝。其他與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：所述的模殼15的材質(zhì)為氧化釔或氧化鋯。其他與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：所述的等離子發(fā)射裝置8與真空室1之間設(shè)置有絕緣密封圈。其他與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：所述的物料進(jìn)給裝置4與真空室1之間設(shè)置有絕緣密封圈.其他與具體實(shí)施方式一相同。