專利名稱：快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空冶煉的冶金爐，尤其是一種真空感應(yīng)的熔煉爐。
背景技術(shù)：
難混溶合金是一類存在液相分離特性的合金，已知的難混溶合金有500多種。由于該類合金中兩相密度差通常較大，制備過程中往往造成嚴(yán)重的重力偏析，限制了該類合金的開發(fā)和應(yīng)用。如果通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ股贁?shù)相彌散分布，許多難混溶合金所表現(xiàn)出來的特殊的物理性能、力學(xué)性能將使其具有良好的應(yīng)用前景。為了實(shí)現(xiàn)低偏析或者無偏析的難混溶合金的熔鑄，在合金澆鑄時(shí)往往需要采用快的冷卻速度。而目前對(duì)特種合金進(jìn)行真空冶煉的冶金爐，常采用真空感應(yīng)爐，該爐包括真空系統(tǒng)、爐體、加料裝置、測(cè)溫裝置、澆鑄系統(tǒng)等。在傳統(tǒng)的單室真空爐中，熔煉和澆鑄同室，這種熔煉爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低，但是因?yàn)槿蹮捄蜐茶T同室，合金凝固時(shí)由于冷卻條件差，冷速低，得到的晶粒粗大，鑄件氧化多，不易生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄件，無法避免偏析的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決真空感應(yīng)爐存在的冷卻條件差，冷速慢，晶粒粗大，偏析嚴(yán)重的技術(shù)問題，而提供一種快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐，該熔煉爐可以改善冷卻條件，控制冷卻速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)低、無偏析的合金制備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐，包括真空熔煉爐體，帶有水冷套的澆鑄模殼，其特點(diǎn)是澆鑄模殼放置在熔煉爐體下面呈上下排列方式，澆鑄模殼外套有金屬外殼，金屬外殼上部與真空爐體密封連接；金屬外殼外套有水冷套。真空熔煉爐體底面開有孔，底面邊緣上設(shè)有一個(gè)向外凸出的爐底法蘭，金屬外殼上面設(shè)有一個(gè)模殼外套法蘭，真空熔煉爐體與澆鑄模殼之間通過爐底法蘭和模殼外套法蘭密封連接。澆鑄模殼與金屬外殼之間可拆卸連接。真空感應(yīng)熔煉爐還包括真空系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，其中，真空系統(tǒng)與真空熔煉爐體連接，對(duì)真空熔煉爐體進(jìn)行抽真空；冷卻系統(tǒng)與水冷套連接，對(duì)澆鑄模殼進(jìn)行冷卻。真空系統(tǒng)包括用于提供初級(jí)真空的機(jī)械真空泵及用于提供二級(jí)真空的羅茨泵。本發(fā)明的有益效果將澆鑄模殼放在熔煉爐體的外面，使得模殼容易采用水冷方式；通過控制水的流速在一定范圍內(nèi)控制冷卻速度；因?yàn)楦纳屏死鋮s條件，能得到低偏析或者無偏析的鑄坯；合金晶粒細(xì)小，改善了材料性能；新的真空熔煉爐可以由傳統(tǒng)單室真空熔煉爐經(jīng)簡(jiǎn)單改動(dòng)而成，成本低；澆鑄模殼置于真空爐外，節(jié)約了真空爐體內(nèi)的空間，結(jié)構(gòu)更緊湊，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的真空感應(yīng)爐尤其適用于難混溶合金的熔煉。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖1所示，本發(fā)明的快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐，包括電源，真空系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，感應(yīng)加熱系統(tǒng)5，真空熔煉爐體6，爐底法蘭7，模殼外套法蘭8，金屬外套9，澆鑄模殼10，模殼水冷套11，模殼支架12，爐體支架13等。本發(fā)明將傳統(tǒng)單室真空熔煉爐水平排列的熔煉爐體6和澆鑄模殼10變?yōu)樯舷屡帕蟹绞剑瑵茶T模殼10放置在真空熔煉爐體6下方；真空熔煉爐體6底面開有孔，有向外凸出的爐底法蘭7 ；澆鑄模殼10外有金屬外殼9，金屬外殼9上部有模殼外套法蘭8，通過爐底法蘭7與真空爐體6密封連接；金屬外殼9通有流動(dòng)水冷卻的水冷套11，水流速可控；澆鑄模殼10及金屬外殼9可拆卸；將真空爐底孔通過爐底法蘭7密封后，可以得到單室真空爐同樣的真空環(huán)境和熔煉澆鑄環(huán)境；新的真空熔煉爐可以由傳統(tǒng)單室真空熔煉爐經(jīng)簡(jiǎn)單改動(dòng)而成。使用時(shí)，將澆鑄模殼10放置于金屬外殼9內(nèi)，通過金屬外殼9上的模殼外套法蘭 8與真空爐體6上的爐底法蘭7連接；啟動(dòng)真空系統(tǒng)2中的機(jī)械真空泵，使得真空室中真空度達(dá)到5X KT1MPa后，再啟動(dòng)真空系統(tǒng)2中的羅茨泵，使得真空度達(dá)到5X 10_2MPa，開啟加熱電源，對(duì)真空熔煉爐體6內(nèi)的棒料進(jìn)行加熱，待金屬棒料完全熔化成液態(tài)后，開啟模殼水冷套11中的冷卻水，轉(zhuǎn)動(dòng)澆鑄系統(tǒng)，金屬從坩堝流入澆鑄模殼10中，澆鑄完成后，取走澆鑄模殼10及金屬外套9，裝上新的澆鑄模殼10，連接上澆鑄模殼外套法蘭8，啟動(dòng)真空泵，開始新一爐熔煉過程。本發(fā)明的真空感應(yīng)熔煉爐屬于一種單室熔煉爐，可以實(shí)現(xiàn)真空熔煉以及快速凝固，容易制備低偏析甚至無偏析的合金。
權(quán)利要求
1.一種快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐，包括真空熔煉爐體(6)，澆鑄模殼(10)，其特征在于所述澆鑄模殼(10)放置在熔煉爐體(6)下面呈上下排列方式，澆鑄模殼(10)外套有金屬外殼(9)，金屬外殼(9)上部與真空熔煉爐體(6)密封連接；金屬外殼(9)外套有水冷套 (11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐，其特征在于所述真空熔煉爐體(6)底面開有孔，底面邊緣上設(shè)有一個(gè)向外凸出的爐底法蘭(7)，所述金屬外殼(9)上面設(shè)有一個(gè)模殼外套法蘭(8)，真空熔煉爐體(6)與澆鑄模殼(10)之間通過爐底法蘭(7)和模殼外套法蘭(8)密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐，其特征在于所述澆鑄模殼 (10)與金屬外殼(9)之間可拆卸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐，其特征在于所述真空感應(yīng)熔煉爐還包括真空系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，其中，真空系統(tǒng)與真空熔煉爐體(6)連接，對(duì)真空熔煉爐體(6)進(jìn)行抽真空；冷卻系統(tǒng)與水冷套(11)連接，對(duì)澆鑄模殼(10)進(jìn)行冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐，其特征在于所述真空系統(tǒng)包括用于提供初級(jí)真空的機(jī)械真空泵及用于提供二級(jí)真空的羅茨泵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速凝固的真空感應(yīng)熔煉爐，包括真空熔煉爐體，帶有水冷套的澆鑄模殼，澆鑄模殼放置在熔煉爐體下面呈上下排列方式，澆鑄模殼外套有金屬外殼，金屬外殼上部與真空爐體密封連接；金屬外殼外套有水冷套。本發(fā)明將澆鑄模殼放在熔煉爐體的外面，使得模殼容易采用水冷方式；通過控制水的流速在一定范圍內(nèi)控制冷卻速度；因?yàn)楦纳屏死鋮s條件，能得到低偏析或者無偏析的鑄坯；合金晶粒細(xì)小，改善了材料性能；新的真空熔煉爐可以由傳統(tǒng)單室真空熔煉爐經(jīng)簡(jiǎn)單改動(dòng)而成，成本低；澆鑄模殼置于真空爐外，節(jié)約了真空爐體內(nèi)的空間，結(jié)構(gòu)更緊湊，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的真空感應(yīng)爐尤其適用于難混溶合金的熔煉。
文檔編號(hào)B22D27/04GK102278881SQ20111023068
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者何代華, 劉平, 劉新寬, 李偉, 陳小紅, 馬鳳倉 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)