本發(fā)明涉及一種稀土金屬澆鑄模具，特別涉及一種熔鹽電解法制備稀土金屬及其合金用的澆鑄模具。

背景技術(shù)：

1、熔鹽電解法是工業(yè)上制備稀土金屬及其合金的主要方法之一，它是將稀土金屬的鹽類熔融并作為電解質(zhì)進行電解，以提取和提純稀土金屬的冶金過程。

2、澆鑄模具是電解法生產(chǎn)稀土金屬及其合金的設(shè)備。澆鑄模具用于稀土金屬澆鑄成型。稀土金屬澆鑄是將稀土金屬熔液澆進模具中，經(jīng)過冷卻凝固，清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的稀土金屬鑄件的工藝過程。

3、在實際電解過程中，稀土金屬在陰極上被還原后，沉積在一起，需要將沉積的稀土金屬熔液取出并澆鑄在模具中，冷卻凝固后即得到所需的稀土金屬產(chǎn)品。而在將稀土金屬熔液取出并澆鑄在模具的過程中，會將電解液帶入到稀土金屬熔液中，但由于電解液與稀土金屬熔液的密度不同，電解液會浮于稀土金屬熔液上層變成熔渣，之后通過切割的方式可以將熔渣與稀土金屬分離。但在稀土金屬熔液凝固過程中，同時也是在電解液上浮變成熔渣過程中，澆鑄模具會將稀土金屬熔液中大量的熱吸走，使稀土金屬熔液快速冷卻，而電解液還沒有完成充分上浮，則導(dǎo)致有部分熔渣夾雜在凝固的稀土金屬中。

4、申請?zhí)枮?02022437553.7的中國專利申請公開了一種稀土金屬澆鑄模具，包括第一表面部和第二表面部；所述第一表面部和所述第二表面部之間圍合成能夠容納稀土金屬的容納區(qū)；所述容納區(qū)具有開口，所述開口位于所述第一表面部的上方，并與所述第一表面部平行，所述開口用于向容納區(qū)內(nèi)注入所述稀土金屬；所述第一表面部的中心設(shè)置有凹槽，所述凹槽位于所述容納區(qū)內(nèi)，所述凹槽的深度大于等于所述第一表面部厚度的六分之一且小于等于所述第一表面部厚度的二分之一；所述凹槽的橫截面的面積大于等于所述第一表面部面積的十分之一且小于等于所述第一表面部面積的二分之一。該模具方便稀土金屬脫模。

5、申請?zhí)枮?01010553758.x的中國專利申請公開了一種高純稀土金屬澆鑄型材的模具，互相貼靠的外側(cè)鈦板模體和中間鈦板模體之間設(shè)有對半組合的型材澆鑄模，并以外側(cè)鈦板模體與中間鈦板模體的結(jié)合面為對半組合的分模面；模具上套環(huán)有間隙地套入所述鈦板澆鑄模具的上端部，模具上套環(huán)和模具下套環(huán)的一側(cè)邊框設(shè)有與邊框嚙合的第一螺栓；石墨板安置在所述鈦板澆鑄模具的下端面。該模具方便拆卸，便于脫模。

6、申請?zhí)枮?02410908135.1的中國專利申請公開了一種用于稀土金屬的澆鑄模具，包括頂部機構(gòu)、鑄模本體機構(gòu)和底托機構(gòu)；鑄模本體機構(gòu)包括鑄模本體，鑄模本體內(nèi)設(shè)置有澆鑄腔；頂部機構(gòu)設(shè)置為能夠調(diào)節(jié)其與鑄模本體之間的距離；頂部機構(gòu)包括頂部本體，頂部本體設(shè)置有出液接頭；出液接頭設(shè)置為與澆鑄腔相匹配；頂部本體設(shè)置有第一流體口和第二流體口；底托機構(gòu)與鑄模本體之間的距離能夠調(diào)節(jié)；底托機構(gòu)包括澆鑄腔封端；澆鑄腔封端設(shè)置為與澆鑄腔相匹配。該模具方便脫模。

7、以上模具均注重于是否方便脫模。在大氣環(huán)境下，以上模具對稀土金屬熔液吸熱量仍較大，使稀土金屬熔液冷卻過快，稀土金屬熔液中殘留的電解質(zhì)雜質(zhì)還未充分上浮，模具內(nèi)的稀土金屬熔液已冷卻凝固，容易造成稀土金屬產(chǎn)品內(nèi)部包裹電解液形成的殘渣，影響稀土金屬產(chǎn)品的純度。

8、申請?zhí)枮?02220199313.4的中國專利申請公開了一種可快速冷卻的稀土金屬生產(chǎn)用澆鑄模具，包括模具主體和限位桿，所述限位桿設(shè)置與模具主體外側(cè)，所述模具主體相靠近一側(cè)開設(shè)有澆鑄槽，所述模具主體內(nèi)且與澆鑄槽相對應(yīng)位置開設(shè)有液冷槽，所述液冷槽兩端均穿過模具主體相遠離一側(cè)，所述模具主體相遠離一側(cè)四角均固定連接有支撐架，所述支撐架上端遠離模具主體一端均固定連接有安裝板，所述安裝板上固定連接有循環(huán)管。該模具利用冷卻液在液冷槽內(nèi)流動，對模具主體進行快速散熱，使得稀土金屬熔液快速冷卻，從而更無法使得電解液充分上浮。

9、為了使得稀土金屬熔液緩慢冷卻，使得電解液充分上浮，在實際生產(chǎn)中，一般在澆鑄之前先把澆鑄模具在烘箱中預(yù)熱，但這增加了操作環(huán)節(jié)與能量損耗。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種稀土金屬澆鑄模具，該模具可以減緩稀土金屬熔液冷卻凝固的速度，使稀土金屬熔液中的電解液雜質(zhì)充分上浮于表面，有利于后續(xù)工序?qū)㈦娊庖盒纬傻娜墼s質(zhì)與稀土金屬分離。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的。

3、本發(fā)明提供一種稀土金屬澆鑄模具，其為具有上部開口的容納槽結(jié)構(gòu)；其包括底壁和側(cè)壁，所述底壁和所述側(cè)壁圍合成所述容納槽結(jié)構(gòu)，該容納槽結(jié)構(gòu)的容納空間用于容納稀土金屬熔液并使得稀土金屬熔液形成相應(yīng)形狀的稀土金屬塊；

4、所述底壁的內(nèi)部設(shè)置有第一空腔，所述側(cè)壁的內(nèi)部設(shè)置有第二空腔；所述第一空腔和所述第二空腔相連通或不相連通；

5、所述容納空間與所述第一空腔和所述第二空腔均不相連通。

6、根據(jù)本發(fā)明所述的稀土金屬澆鑄模具，優(yōu)選地：

7、所述第一空腔和所述第二空腔相連通；

8、所述側(cè)壁的頂部設(shè)置有氣孔，所述氣孔與所述第二空腔相連通，且與外界大氣相通。

9、根據(jù)本發(fā)明所述的稀土金屬澆鑄模具，優(yōu)選地，還包括氣孔控制設(shè)備，其設(shè)置于所述側(cè)壁的頂部，用于調(diào)節(jié)所述氣孔的開口大小。

10、根據(jù)本發(fā)明所述的稀土金屬澆鑄模具，優(yōu)選地，所述氣孔控制設(shè)備設(shè)置為球閥結(jié)構(gòu)。

11、根據(jù)本發(fā)明所述的稀土金屬澆鑄模具，優(yōu)選地，所述第一空腔和所述第二空腔相連通，且所述第一空腔和所述第二空腔內(nèi)均填充有氣態(tài)耐火物。

12、根據(jù)本發(fā)明所述的稀土金屬澆鑄模具，優(yōu)選地，所述第一空腔和所述第二空腔相連通，且所述第一空腔和所述第二空腔內(nèi)均填充有固態(tài)耐火物。

13、根據(jù)本發(fā)明所述的稀土金屬澆鑄模具，優(yōu)選地，所述第一空腔和所述第二空腔相連通，且所述第一空腔和所述第二空腔內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓。

14、根據(jù)本發(fā)明所述的稀土金屬澆鑄模具，優(yōu)選地，所述第二空腔環(huán)向設(shè)置，其中心軸線與所述容納空間的中心軸線重合。

15、根據(jù)本發(fā)明所述的稀土金屬澆鑄模具，優(yōu)選地，所述容納空間的剖面呈倒梯形。

16、根據(jù)本發(fā)明所述的稀土金屬澆鑄模具，優(yōu)選地，所述容納空間的剖面呈長方形、正方形或橢圓形。

17、本發(fā)明的稀土金屬澆鑄模具可以減少稀土金屬熔液冷卻過程中的熱量損失，減緩稀土金屬熔液冷卻凝固的速度，從而使稀土金屬熔液中的電解液雜質(zhì)充分上浮于表面，從而易于后續(xù)工序剔除電解液形成的熔渣雜質(zhì)，有利于將熔渣雜質(zhì)與稀土金屬分離，進而減少稀土金屬分離時的損耗，提高稀土金屬產(chǎn)品純度。此外，還可以節(jié)省模具熱處理能耗，降低稀土金屬生產(chǎn)成本。

技術(shù)特征：

1.一種稀土金屬澆鑄模具，其特征在于，其為具有上部開口的容納槽結(jié)構(gòu)；其包括底壁和側(cè)壁，所述底壁和所述側(cè)壁圍合成所述容納槽結(jié)構(gòu)，該容納槽結(jié)構(gòu)的容納空間用于容納稀土金屬熔液并使得稀土金屬熔液形成相應(yīng)形狀的稀土金屬塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土金屬澆鑄模具，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稀土金屬澆鑄模具，其特征在于，還包括氣孔控制設(shè)備，其設(shè)置于所述側(cè)壁的頂部，用于調(diào)節(jié)所述氣孔的開口大小。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土金屬澆鑄模具，其特征在于，所述氣孔控制設(shè)備設(shè)置為球閥結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土金屬澆鑄模具，其特征在于，所述第一空腔和所述第二空腔相連通，且所述第一空腔和所述第二空腔內(nèi)均填充有氣態(tài)耐火物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土金屬澆鑄模具，其特征在于，所述第一空腔和所述第二空腔相連通，且所述第一空腔和所述第二空腔內(nèi)均填充有固態(tài)耐火物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土金屬澆鑄模具，其特征在于，所述第一空腔和所述第二空腔相連通，且所述第一空腔和所述第二空腔內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項所述的稀土金屬澆鑄模具，其特征在于，所述第二空腔環(huán)向設(shè)置，其中心軸線與所述容納空間的中心軸線重合。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的稀土金屬澆鑄模具，其特征在于，所述容納空間的剖面呈倒梯形。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的稀土金屬澆鑄模具，其特征在于，所述容納空間的剖面呈長方形、正方形或橢圓形。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種稀土金屬澆鑄模具，其為具有上部開口的容納槽結(jié)構(gòu)；其包括底壁和側(cè)壁，底壁和側(cè)壁圍合成所述容納槽結(jié)構(gòu)，該容納槽結(jié)構(gòu)的容納空間用于容納稀土金屬熔液并使得稀土金屬熔液形成相應(yīng)形狀的稀土金屬塊；底壁的內(nèi)部設(shè)置有第一空腔，側(cè)壁的內(nèi)部設(shè)置有第二空腔；第一空腔和第二空腔相連通或不相連通；容納空間與第一空腔和第二空腔均不相連通。該模具可以減緩稀土金屬熔液冷卻凝固的速度，使稀土金屬熔液中的電解液雜質(zhì)充分上浮于表面，有利于后續(xù)工序?qū)㈦娊庖盒纬傻娜墼c稀土金屬分離，提高稀土金屬產(chǎn)品純度，減少稀土金屬的損耗，并節(jié)省模具熱處理能耗，降低稀土金屬生產(chǎn)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：白洋,劉小魚,喬禮紅,金振軍,王可
受保護的技術(shù)使用者：包頭稀土新材料技術(shù)研發(fā)中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10