專利名稱：一種雙室真空定向熔煉爐及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙室真空定向熔煉爐及其使用方法。
背景技術(shù)：
目前，磁性材料的熔煉大多是在敞開的環(huán)境中進(jìn)行的，這種生產(chǎn)工藝大大 降低了磁性材料的性能，如①在高溫狀態(tài)時(shí)，合金處于熔融狀態(tài)，溫度一般約
為1600 1700°C，在此溫度下，極易引起合金中各種元素(特別是個(gè)別較為活 潑的元素)與空氣中的氧化氣氛(氧氣、氮?dú)獾葰怏w)進(jìn)行反應(yīng)，造成各元素 燒損，從而不能對合金成分進(jìn)行有效控制，②不能有效保證各種金屬元素徹底 均勻混合，由于是敞開式生產(chǎn)，較長時(shí)間的高溫熔煉會(huì)導(dǎo)致各金屬元素過度氧 化燒損，因此必須盡可能縮短高溫精煉時(shí)間，從而使合金成分中的各種金屬元 素不能徹底均勻混合，(D各金屬元素大量氧化形成爐渣，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品外表存 在夾渣等缺陷，外觀合格率僅約為85%，④工作條件相對較差，操作人員面對約 160(TC高溫的合金液體進(jìn)行抓渣、攪拌等操作，危險(xiǎn)性大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、難操 作(需多人協(xié)作完成)，⑤產(chǎn)品的磁性能不太穩(wěn)定，離散度高(產(chǎn)品磁能積9 11MG0e)，合格率僅約為90%，⑥大量的材料燒損浪費(fèi)，燒損率超過12%，所以 設(shè)計(jì)一種能夠提高產(chǎn)品性能、減少材料浪費(fèi)、改善工人工作環(huán)境的裝置和生產(chǎn) 工藝是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種雙室真空定向熔煉爐及其使用方法，通過對合金材料的真空熔煉和定向結(jié)晶，提高了產(chǎn)品的一 次性合格率。
所述的一種雙室真空定向熔煉爐，包括第一爐體、電柜、真空系統(tǒng)，其特 征在于所述的第一爐體底部設(shè)置通孔，在通孔處安裝設(shè)置插板閥，插板閥的另 一側(cè)配合設(shè)置第二爐體，插板閥與第二爐體通過真空吸力連接，第二爐體的底 部設(shè)置冷水管，第一爐體和插板閥分別與真空系統(tǒng)相連。
所述的一種雙室真空定向熔煉爐，其特征在于所述的插板閥與第一爐體、 第二爐體的連接處分別設(shè)置密封圈。
所述的一種雙室真空定向熔煉爐，其特征在于所述的第一爐體由爐蓋、爐 身、坩堝和澆杯一組成，澆杯一與坩堝、第一爐體底部的通孔配合設(shè)置。
所述的一種雙室真空定向熔煉爐，其特征在于所述的第二爐體的內(nèi)部底側(cè) 設(shè)置定向結(jié)晶板，定向結(jié)晶板上設(shè)置澆鑄外框、保溫層、模殼，在模殼的頂部 設(shè)置模蓋，模蓋上設(shè)置進(jìn)料孔，澆鑄外框、保溫層、模蓋頂部放置壓板，壓板 上嵌接設(shè)置澆杯二。
所述的一種雙室真空定向熔煉爐，其特征在于所述的保溫層為石棉。
所述的一種雙室真空定向熔煉爐的使用方法，其特征在于包括如下步驟-
1) 原材料配比；
2) 檢查熔煉爐系統(tǒng)；
3) 將原材料裝入坩堝，根據(jù)坩堝的位置放置澆杯一，蓋上爐蓋；
4) 對第一爐體抽真空至20Pa;
5) 啟動(dòng)中頻電源，對坩堝內(nèi)的原材料進(jìn)行加熱，同時(shí)在加熱爐中對模殼加 熱，直至達(dá)到1300"C;6) 第一爐體停止抽真空，向第一爐體內(nèi)沖入氬氣，然后繼續(xù)對坩堝內(nèi)的原
材料進(jìn)行精煉；
7) 在精煉即將完成時(shí)，將第二爐體內(nèi)的澆鑄外框、保溫層、模殼放置好， 迅速將130(TC的高溫模殼轉(zhuǎn)入第二爐體，蓋上模蓋，放置壓板和澆杯二；
8) 將第二爐體推至第一爐體正下方，通過液壓系統(tǒng)將第二爐體向上頂起通 過法蘭與插板閥對接，打開插板閥與真空系統(tǒng)的連接閥，給第二爐體抽真空， 此時(shí)第二爐體與插板閥緊密接觸，繼續(xù)抽真空直至與第一爐體的真空度一致， 打開插板閥，第一爐體和第二爐體連通，繼續(xù)抽真空至20Pa，此時(shí)精煉時(shí)間已 到，將熔煉爐沖入氬氣，準(zhǔn)備澆鑄；
9) 開啟冷水對定向結(jié)晶板冷卻，同時(shí)關(guān)閉或者調(diào)小中頻功率加熱，將熔融 的合金液澆入模殼，澆鑄完后繼續(xù)沖水冷卻30分鐘；
10) 打開插板閥上的放氣閥，第二爐體與第一爐體分離，拉出第二爐體， 取出第二爐體內(nèi)的模殼，產(chǎn)品成型。
所述的一種雙室真空定向熔煉爐的使用方法，其特征在于步驟6)中所述的 精煉時(shí)間為9-ll分鐘。
所述的一種雙室真空定向熔煉爐的使用方法，其特征在于所述的步驟7)中 取出高溫模殼至步驟8)中第二爐體向上頂起通過法蘭與插板閥對接之間的時(shí)間 間隔應(yīng)當(dāng)小于30秒。
所述的一種雙室真空定向熔煉爐的使用方法，其特征在于步驟9)中所述的 將熔融的合金液澆入模殼在40秒內(nèi)完成。
上述一種雙室真空定向熔煉爐及其使用方法，在第一爐體底部開設(shè)通孔， 通過插板閥與第二爐體連通，保證了熔煉和澆鑄都在真空和惰性氣體的保護(hù)下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了如下有益效果
1. 杜絕了材料中各金屬元素在高溫下的燒損，燒損率低至0.5%以下，減少 了產(chǎn)品夾渣，外觀合格率提高至94%以上；
2. 改善了員工操作環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率，只需單人操 作，無需面對高溫；
3. 保證了材料化學(xué)成分的有效控制及合金成分中金屬元素的均勻性；
4. 在材料磁性能方面取得了前所未有的突破并能穩(wěn)定的保持在較高水平， 批量產(chǎn)品的磁性能可以穩(wěn)定在12. 0MGOe以上，最高可達(dá)13. 0MG0e;
5. 簡化了生產(chǎn)工藝，保證了產(chǎn)品磁性能的一致性和穩(wěn)定性，產(chǎn)品的磁性合 格率提高至98%以上。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-爐蓋，2-第一爐體，3-坩堝，4-澆杯一，5-插板闊，6-第二爐體， 7-澆杯二， 8-壓板，9-模蓋，10-保溫層，11-澆鑄外框，12-模殼，13-定向結(jié) 晶板，14-冷水管，15-電柜，16-真空系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明
如圖1所示， 一種雙室真空定向熔煉爐，包括第一爐體2、電柜15、真空 系統(tǒng)16，其特征在于所述的第一爐體2底部設(shè)置通孔，在通孔處安裝設(shè)置插板 閥5，插板閥5的另一側(cè)配合設(shè)置第二爐體6，插板閥5與第二爐體6通過真空 吸力連接，插板閥5與第一爐體2、第二爐體6的連接處分別設(shè)置密封圈，第二 爐體6的底部設(shè)置冷水管14，第一爐體2和插板閥5分別與真空系統(tǒng)16相連；第一爐體2由爐蓋1、爐身、坩堝3和澆杯一4組成，澆杯一4與坩堝3、第一 爐體2底部的通孔配合設(shè)置，第二爐體6的內(nèi)部底側(cè)設(shè)置定向結(jié)晶板13，定向 結(jié)晶板上設(shè)置澆鑄外框ll、保溫層IO、模殼12，保溫層10為石棉，在模殼12 的頂部設(shè)置模蓋9，模蓋9上設(shè)置進(jìn)料孔，澆鑄外框11、保溫層10、模蓋9頂 部放置壓板8，壓板8上嵌接設(shè)置澆杯二7。
一種雙室真空定向熔煉爐的使用方法，其特征在于包括如下步驟
1) 原材料配比；
2) 檢査熔煉爐系統(tǒng)；
3) 將原材料裝入坩堝3，根據(jù)坩堝3的位置放置澆杯一 4，蓋上爐蓋l;
4) 對第一爐體2抽真空至20Pa;
5) 啟動(dòng)中頻電源，對坩堝3內(nèi)的原材料進(jìn)行加熱，同時(shí)在加熱爐中對模殼 12加熱，直至達(dá)到1300'C;
6) 第一爐體2停止抽真空，向第一爐體2內(nèi)沖入氬氣，然后繼續(xù)對坩堝3 內(nèi)的原材料進(jìn)行精煉；
7) 在精煉即將完成時(shí)，將第二爐體6內(nèi)的澆鑄外框11、保溫層10、模殼 .12放置好，迅速將130(TC的高溫模殼12轉(zhuǎn)入第二爐體6，蓋上模蓋9，放置壓 板8和澆杯二7;
8) 將第二爐體6推至第一爐體2正下方，通過液壓系統(tǒng)將第二爐體6向上 頂起通過法蘭與插板閥5對接，打開插板閥5與真空系統(tǒng)16的連接閥，給第二 爐體6抽真空，此時(shí)第二爐體6與插板閥5緊密連接，繼續(xù)抽 空直至與第一 爐體2的真空度一致，打開插板閥5，第一爐體2和第二爐體6連通，繼續(xù)抽真 空至20Pa，此時(shí)精煉時(shí)間已到，將熔煉爐沖入氬氣，準(zhǔn)備澆鑄；9) 開啟冷水對定向結(jié)晶板13冷卻，同時(shí)關(guān)閉或者調(diào)小中頻功率加熱，將熔 融的合金液澆入模殼12，澆鑄完后繼續(xù)沖水冷卻30分鐘；
10) 打開插板閥5上的放氣閥，第二爐體6與第一爐體2分離，拉出第二 爐體6,取出第二爐體6內(nèi)的模殼12，產(chǎn)品成型。
其中步驟6)中所述的精煉時(shí)間為9-ll分鐘，，步驟7)中取出高溫模殼12 至步驟8)中第二爐體6向上頂起通過法蘭與插板閥5對接之間的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng) 小于30秒，步驟9)中所述的將熔融的合金液澆入模殼12在40秒內(nèi)完成，只 有保證從高溫模殼出爐到澆鑄完成在95秒以內(nèi)，才能確保產(chǎn)品的各種特性達(dá)到 高標(biāo)準(zhǔn)的要求。
上述一種雙室真空定向熔煉爐及其使用方法，在第一爐體2底部開設(shè)通孔， 通過插板閥5與第二爐體6連通，保證了熔煉和澆鑄都在真空和惰性氣體的保 護(hù)下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了如下有益效果
1. 杜絕了材料中各金屬元素在高溫下的燒損，燒損率低至0.5%以下，減少 了產(chǎn)品夾渣，外觀合格率提高至94%以上；
2. 改善了員工操作環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率，只需單人操 作，無需面對高溫；
3. 保證了材料化學(xué)成分的有效控制及合金成分中金屬元素的均勻性；
4. 在材料磁性能方面取得了前所未有的突破并能穩(wěn)定的保持在較高水平， 批量產(chǎn)品的磁性能可以穩(wěn)定在12. OMGOe以上，最高可達(dá)13. OMGOe;
5. 簡化了生產(chǎn)工藝，保證了產(chǎn)品磁性能的一致性和穩(wěn)定性，產(chǎn)品的磁性合 格率提高至98%以上。
權(quán)利要求
1.一種雙室真空定向熔煉爐，包括第一爐體(2)、電柜(15)、真空系統(tǒng)(16)，其特征在于所述的第一爐體(2)底部設(shè)置通孔，在通孔處安裝設(shè)置插板閥(5)，插板閥(5)的另一側(cè)配合設(shè)置第二爐體(6)，插板閥(5)與第二爐體(6)通過真空吸力連接，第二爐體(6)的底部設(shè)置冷水管(14)，第一爐體(2)和插板閥(5)分別與真空系統(tǒng)(16)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙室真空定向熔煉爐，其特征在于所述的插 板閥(5)與第一爐體(2)、第二爐體(6)的連接處分別設(shè)置密封圈。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙室真空定向熔煉爐，其特征在于所述的第 一爐體(2)由爐蓋(1)、爐身、坩堝(3)和澆杯一 (4)組成，澆杯一 (4) 與坩堝(3)、第一爐體(2)底部的通孔配合設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙室真空定向熔煉爐，其特征在于所述的第 二爐體(6 )的內(nèi)部底側(cè)設(shè)置定向結(jié)晶板(13 )，定向結(jié)晶板上設(shè)置澆鑄外框(11)、 保溫層(10)、模殼(12)，在模殼(12)的頂部設(shè)置模蓋(9)，模蓋(9)上設(shè) 置進(jìn)料孔，澆鑄外框(11)、保溫層(10)、模蓋(9)頂部放置壓板(8)，壓板(8)上嵌接設(shè)置澆杯二 (7)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙室真空定向熔煉爐，其特征在于所述的保 溫層(10)為石棉。
6. —種雙室真空定向熔煉爐的使用方法，其特征在于包括如下步驟-1) 原材料配比；2) 檢查熔煉爐系統(tǒng)；3) 將原材料裝入坩堝(3)，根據(jù)坩堝(3)的位置放置澆杯一 (4)，蓋上爐蓋(1);4) 對第一爐體(2)抽真空至20Pa;5) 啟動(dòng)中頻電源，對坩堝(3)內(nèi)的原材料進(jìn)行加熱，同時(shí)在加熱爐中對 模殼(12)加熱，直至達(dá)到1300。C;6) 第一爐體(2)停止抽真空，向第一爐體(2)內(nèi)沖入氬氣，然后繼續(xù)對 坩堝(3)內(nèi)的原材料進(jìn)行精煉；7) 在精煉即將完成時(shí)，將第二爐體(6)內(nèi)的澆鑄外框(11)、保溫層(10)、 模殼(12)放置好，迅速將1300°C的高溫模殼(12)轉(zhuǎn)入第二爐體(6)，蓋上 模蓋(9)，放置壓板(8)和澆杯二 (7);8) 將第二爐體(6)推至第一爐體(2)正下方，通過液壓系統(tǒng)將第二爐體 (6)向上頂起通過法蘭與插板閥(5)對接，打開插板閥(5)與真空系統(tǒng)(16)的連接閥，給第二爐體(6)抽真空，此時(shí)第二爐體(6)與插板閥(5)緊密接 觸，繼續(xù)抽真空直至與第一爐體(2)的真空度一致，打開插板閥(5)，第一爐 體(2)和第二爐體(6)連通，繼續(xù)抽真空至20Pa，此時(shí)精煉時(shí)間已到，將熔 煉爐沖入氬氣，準(zhǔn)備澆鑄；9) 開啟冷水對定向結(jié)晶板(13)冷卻，同時(shí)關(guān)閉或者調(diào)小中頻功率加熱， 將熔融的合金液澆入模殼(12)，澆鑄完后繼續(xù)沖水冷卻30分鐘；10) 打開插板閥(5)上的放氣閥，第二爐體(6)與第一爐體(2)分離， 拉出第二爐體(6)，取出第二爐體(6)內(nèi)的模殼(12)，產(chǎn)品成型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙室真空定向熔煉爐的使用方法，其特征在 于步驟6)中所述的精煉時(shí)間為9-11分鐘。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙室真空定向熔煉爐的使用方法，其特征在于所述的步驟7)中取出高溫模殼(12)至步驟8)中第二爐體(6)向上頂起 通過法蘭與插板閥(5)對接之間的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)小于30秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙室真空定向熔煉爐的使用方法，其特征在 于步驟9)中所述的將熔融的合金液澆入模殼(12)在40秒內(nèi)完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙室真空定向熔煉爐及其使用方法。第一爐體底部設(shè)置通孔，在通孔處安裝設(shè)置插板閥，插板閥的另一側(cè)配合設(shè)置第二爐體，插板閥與第二爐體通過真空吸力連接，第二爐體的底部設(shè)置冷水管，第一爐體和插板閥分別與真空系統(tǒng)相連；首先將合金在真空狀態(tài)下的第一爐體內(nèi)熔煉，然后將高溫模殼放入第二爐體內(nèi)，將第二爐體通過插板閥與第一爐體連接，在打開插板閥之前需要對第二爐體抽真空，直至和第一爐體一致，打開插板閥，兩個(gè)爐體連通，繼續(xù)抽真空，然后沖入氬氣，在惰性氣體的保護(hù)下進(jìn)行澆鑄，同時(shí)打開冷水管冷卻定向結(jié)晶板。本發(fā)明杜絕了材料中各金屬元素在高溫下的燒損，燒損率低至0.5％以下，減少了產(chǎn)品夾渣，外觀合格率提高至94％以上。
文檔編號(hào)F27B19/02GK101644537SQ20091010184
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者張保國 申請人:張保國;杭州科匯磁性材料有限公司