專利名稱：一種雙坩堝定向凝固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料的定向凝固領(lǐng)域，具體是一種雙坩堝定向凝固裝置。
二背景技術(shù)：
在定向凝固實(shí)驗(yàn)中，試樣的微觀組織對(duì)材料的最終性能起著十分重要的作用，例 如定向生長(zhǎng)的一次枝晶間距對(duì)合金的力學(xué)性能的影響。定向生長(zhǎng)的微觀組織的一次枝晶間 距除了受凝固參數(shù)的直接影響外，而且還與坩堝中的熔體對(duì)流情況有關(guān)。故而很有必要來(lái) 研究熔體對(duì)流對(duì)定向凝固一次枝晶間距的影響。 根據(jù)不同直徑坩堝內(nèi)的熔體對(duì)流強(qiáng)弱的大小來(lái)研究對(duì)流對(duì)一次枝晶間距的影響， 通常采用不同直徑的試樣分別在對(duì)應(yīng)大小的坩堝內(nèi)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。在這種情況下，并不能保證 不同直徑試樣的實(shí)驗(yàn)條件完全一樣，例如固液界面前沿的溫度梯度，抽拉速率等。所以在 研究不同直徑試樣的微觀組織的時(shí)候，并不能完全排除試樣直徑影響因素外的其它影響因 素。單獨(dú)考慮試樣直徑對(duì)微觀組織的影響是不合理的，因?yàn)樵诿總€(gè)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)情況下，其凝固 工藝參數(shù)可能存在微弱差異，這就造成微觀組織(一次枝晶間距)的變化可能不完全是試 樣直徑變化造成的。目前國(guó)外有人提出了由多種大小直徑各異的剛玉管捆綁在一起，浸入 到一大坩堝熔融合金中的裝置，利用該裝置來(lái)研究在同一實(shí)驗(yàn)環(huán)境下不同直徑剛玉管中的 微觀組織，這種裝置有效地排除了試樣直徑外其它實(shí)驗(yàn)條件對(duì)微觀組織的影響，該裝置很 好地應(yīng)用于研究合金在對(duì)流及擴(kuò)散條件下微觀組織的形成及演化規(guī)律。但是，由于現(xiàn)有技 術(shù)中各種直徑的坩堝捆綁在一起時(shí)并不同軸，且與發(fā)熱體亦不同軸，這就造成各坩堝內(nèi)的 熔體溫度場(chǎng)不同，對(duì)微觀組織造成一定的影響。同時(shí)，由于在試樣內(nèi)部鑲嵌有多根剛玉管， 定向凝固實(shí)驗(yàn)后試樣的切削加工難度較大。
三
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的由于坩堝軸線與加熱體軸線不同軸，使各坩堝內(nèi)的熔體 溫度場(chǎng)不同，對(duì)微觀組織造成影響的缺陷，以及定向凝固實(shí)驗(yàn)后試樣的切削加工難度較大 的不足，本發(fā)明提出了一種雙坩堝定向凝固裝置。 本發(fā)明包括大坩堝、石墨發(fā)熱體、感應(yīng)線圈、小坩堝、隔熱板、抽拉桿、冷卻器和接 頭，其中，隔熱板位于冷卻器上端，接頭位于冷卻器內(nèi)；抽拉桿一端位于冷卻器內(nèi)，并與接頭 一端連接，抽拉桿另一端穿過(guò)冷卻器底板上的抽拉孔，位于冷卻器外。小坩堝嵌套在大坩堝 內(nèi)，并且兩個(gè)坩堝同軸，形成了雙坩堝。雙坩堝的一端位于冷卻器內(nèi)，與接頭另一端連接；雙 坩堝的另一端穿過(guò)隔熱板中心的過(guò)孔，置于感應(yīng)線圈中。感應(yīng)線圈位于隔熱板上表面。
大坩堝的外徑小于與之配合的石墨發(fā)熱體的內(nèi)徑，并且兩者之間有5 10mm的間 隙。小坩堝的外徑同接頭上的連接環(huán)的內(nèi)徑。大坩堝的內(nèi)徑與小坩堝的外徑之間的距離同 接頭上的連接環(huán)的厚度，并通過(guò)接頭上的連接環(huán)將大坩堝與小坩堝固定在接頭上。
接頭包括固定底座和連接環(huán)。接頭的固定底座的高度為冷卻器內(nèi)腔高度的1/3 ; 在該固定底座的一端端面中心有抽拉桿的安裝孔；在固定底座的另一端端面有與固定底座同軸的圓形連接環(huán)。連接環(huán)的內(nèi)徑同小坩堝的外徑，連接環(huán)的外徑同大坩堝的內(nèi)徑；連接環(huán) 的高度為雙坩堝高度的1/10。 接頭與大坩堝與小坩堝配合時(shí)，連接環(huán)的外表面與大坩堝的內(nèi)表面貼合，連接環(huán) 的內(nèi)表面與小坩堝的外表面貼合。 本發(fā)明采用相互嵌套而成的雙坩堝裝置，并通過(guò)接頭及位于接頭端面的連接環(huán)將 相互嵌套的坩堝固定。由于接頭上端面的連接環(huán)與接頭是同軸的，所以保證了兩個(gè)坩堝同 軸。在確保兩坩堝同軸的前提下，使兩坩堝內(nèi)的熔體的溫度場(chǎng)一致，提供了不同直徑的試棒 在同一實(shí)驗(yàn)參數(shù)下同時(shí)進(jìn)行抽拉的條件。同時(shí)，由于本發(fā)明在定向凝固過(guò)程中，在大坩堝內(nèi) 部嵌套一根剛玉管即可實(shí)現(xiàn)不同熔體對(duì)流狀態(tài)，所以減少了定向凝固實(shí)驗(yàn)后試樣的切削加 工難度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明排除了不同溫度場(chǎng)對(duì)試樣定向凝固微觀組織的影響，更適 于研究定向凝固過(guò)程中熔體對(duì)流對(duì)微觀組織的影響，并且具有使用方便、成本低的特點(diǎn)。
四

圖1是雙坩堝定向凝固裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是坩堝與接頭的配合示意圖。
圖3是坩堝與接頭配合示意圖的俯視圖。
圖4是小坩堝與大坩堝配合的軸測(cè)圖。
圖5是小坩堝與大坩堝配合軸測(cè)圖的剖視圖。
圖6是接頭的剖視圖。
圖7是接頭的俯視圖。 圖8是利用本發(fā)明裝置的定向凝固Pb-26% Bi合金的橫截面組織圖。 1.大坩堝2.石墨發(fā)熱體3.感應(yīng)線圈4.小坩堝5.試樣6.隔熱板7.液
態(tài)Ga-In-Sn合金8.抽拉桿9.接頭 10.冷卻器
五具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 本實(shí)施例是用于鉛鉍合金試樣的雙坩堝定向凝固裝置。 本實(shí)施例包括大坩堝1、石墨發(fā)熱體2、感應(yīng)線圈3、小坩堝4、試樣5、隔熱板6、液 態(tài)Ga-In-Sn合金7、抽拉桿8、接頭9和冷卻器10，其中，隔熱板6位于冷卻器10上端，接 頭9位于冷卻器10內(nèi)；抽拉桿8 —端位于冷卻器10內(nèi)，并與接頭9 一端連接，抽拉桿8另 一端穿過(guò)冷卻器10底板上的抽拉孔，位于冷卻器10外。小坩堝4嵌套在大坩堝1內(nèi)，并且 兩個(gè)坩堝同軸，形成了雙坩堝。雙坩堝的一端位于冷卻器IO內(nèi)，與接頭9另一端連接；雙坩 堝的另一端穿過(guò)隔熱板6中心的過(guò)孔，置于感應(yīng)線圈3中。感應(yīng)線圈3位于隔熱板6上表 面。 如圖2所示，大坩堝1與小坩堝2均選用高純氧化鋁(99. 9% A1203)無(wú)底坩堝。本 實(shí)施例所選用的坩堝為北京達(dá)安拓公司生產(chǎn)的氧化鋁坩堝。大坩堝1的壁厚為0. 5mm，其外 徑小于與之配合的石墨發(fā)熱體2的內(nèi)徑，并且兩者之間有5mm的間隙。小坩堝4的壁厚為 0.6mm，其外徑同接頭9連接環(huán)的內(nèi)徑。大坩堝1的內(nèi)徑與小坩堝4的外徑之間的距離同接 頭9上的連接環(huán)的厚度，并通過(guò)接頭9上的連接環(huán)將大坩堝1與小坩堝2固定在接頭9上。
接頭9包括固定底座和連接環(huán)。接頭9的固定底座為圓形塊狀，固定底座的高度 為冷卻器內(nèi)腔高度的1/3，本實(shí)施例固定底座的高度10mm ;在該固定底座的一端端面中心 有抽拉桿8的安裝孔；在固定底座的另一端端面有與固定底座同軸的圓形連接環(huán)。連接環(huán) 的內(nèi)徑同小坩堝4的外徑，連接環(huán)的外徑同大坩堝1的內(nèi)徑；連接環(huán)的高度為雙坩堝高度的 1/10，本實(shí)施例連接環(huán)的高度為10mm。 接頭9與大坩堝1與小坩堝2配合時(shí)，將連接環(huán)的外表面與大坩堝1的內(nèi)表面貼 合，將連接環(huán)的內(nèi)表面與小坩堝4的外表面貼合。 裝配時(shí)，將接頭9接在抽拉桿8上，再將隔熱板6放在接頭9上，使接頭9穿過(guò)隔 熱板6中心的過(guò)孔。將大坩堝1套在位于接頭9上的連接環(huán)的外圓周上，小坩堝4則直接 插入連接環(huán)內(nèi)；大坩堝1與小坩堝4均與接頭9同軸緊密配合。將坩堝置于隔熱板6上的 石墨發(fā)熱體2中心。雙坩堝裝置、石墨發(fā)熱體和感應(yīng)線圈三者同軸。 如圖1所示。待所有安裝完畢后，通過(guò)抽拉桿8將接頭9降至冷卻器10內(nèi)，使接 頭端面在Ga-In-Sn合金液面7下5mm。 在定向凝固實(shí)驗(yàn)前，將實(shí)驗(yàn)合金用線切割加工成管狀試樣及棒狀試樣，其中管狀 試樣的外徑及內(nèi)徑由大坩堝內(nèi)徑及小坩堝外徑?jīng)Q定，保證管狀試樣與兩坩堝的間隙均為 0. 5mm，而棒狀試樣的直徑取決于小坩堝的內(nèi)徑，使棒狀試樣與小坩堝的間隙為0. 5mm即 可。將試樣5表面用砂紙打磨，用丙酮擦洗干凈后分別放入兩坩堝內(nèi)。啟動(dòng)加熱電源，開(kāi)始 加熱，待加至設(shè)定溫度后，使隔熱板6上的試樣5熔化為液態(tài)。保溫?cái)?shù)分鐘，然后快速抽拉 10mm保證溫度場(chǎng)及溶度場(chǎng)均穩(wěn)定下來(lái)，再以設(shè)定速度抽拉，抽拉所需凝固距離后快速淬火。 待爐室溫度降到室溫后，將試樣從坩堝中取出，進(jìn)行后續(xù)金相處理。
實(shí)施例二 本實(shí)施例是用于鋁銅合金試樣的雙坩堝定向凝固裝置。 本實(shí)施例包括大坩堝1、石墨發(fā)熱體2、感應(yīng)線圈3、小坩堝4、試樣5、隔熱板6、液 態(tài)Ga-In-Sn合金7、抽拉桿8、凝固試樣9、接頭9和冷卻器IO，其中，隔熱板6位于冷卻器 10上端，接頭9位于冷卻器10內(nèi)；抽拉桿8—端位于冷卻器10內(nèi)，并與接頭9一端連接， 抽拉桿8另一端穿過(guò)冷卻器10底板上的抽拉孔，位于冷卻器10外。小坩堝4嵌套在大坩 堝1內(nèi)，并且兩個(gè)坩堝同軸，形成了雙坩堝。雙坩堝的一端位于冷卻器IO內(nèi)，與接頭9另一 端連接；雙坩堝的另一端穿過(guò)隔熱板6中心的過(guò)孔，置于感應(yīng)線圈3中。感應(yīng)線圈3位于隔 熱板6上表面。 如圖2所示，大坩堝1與小坩堝2均選用高純氧化鋁(99. 9% A1203)無(wú)底坩堝。本 實(shí)施例所選用的坩堝為北京達(dá)安拓公司生產(chǎn)的氧化鋁坩堝。大坩堝1的壁厚為0. 5mm，其外 徑小于與之配合的石墨發(fā)熱體2的內(nèi)徑，并且兩者之間有7mm的間隙。小坩堝4的壁厚為 0.6mm，其外徑同接頭9上的連接環(huán)的內(nèi)徑。大坩堝1的內(nèi)徑與小坩堝4的外徑之間的距離 同接頭9上的連接環(huán)的厚度，并通過(guò)接頭9上的連接環(huán)將大坩堝1與小坩堝2固定在接頭 9上。 接頭9包括固定底座和連接環(huán)。接頭9的固定底座為圓形塊狀，固定底座的高度 為冷卻器內(nèi)腔高度的1/3，本實(shí)施例固定底座的高度10mm ;在該固定底座的一端端面中心 有抽拉桿8的安裝孔；在固定底座的另一端端面有與固定底座同軸的圓形連接環(huán)。連接環(huán) 的內(nèi)徑同小坩堝4的外徑，連接環(huán)的外徑同大坩堝1的內(nèi)徑；連接環(huán)的高度為雙坩堝高度的1/10，本實(shí)施例連接環(huán)的高度為10mm。 接頭9與大坩堝1與小坩堝2配合時(shí)，將連接環(huán)的外表面與大坩堝1的內(nèi)表面貼 合，將連接環(huán)的內(nèi)表面與小坩堝4的外表面貼合。 裝配時(shí)，將接頭9接在抽拉桿8上，再將隔熱板6放在接頭9上，使接頭9穿過(guò)隔 熱板6中心的過(guò)孔。將大坩堝1套在位于接頭9上的連接環(huán)的外圓周上，小坩堝4則直接 插入連接環(huán)內(nèi)；大坩堝1與小坩堝4均與接頭9同軸緊密配合。將坩堝置于隔熱板6上的 石墨發(fā)熱體2中心。雙坩堝裝置、石墨發(fā)熱體和感應(yīng)線圈三者同軸。 如圖1所示。待所有安裝完畢后，通過(guò)抽拉桿8將接頭9降至冷卻器10內(nèi)，使接 頭端面在Ga-In-Sn合金液面下5mm。 在定向凝固實(shí)驗(yàn)前，將實(shí)驗(yàn)合金用線切割加工成管狀試樣及棒狀試樣，其中管狀 試樣的外徑及內(nèi)徑由大坩堝內(nèi)徑及小坩堝外徑?jīng)Q定，保證管狀試樣與兩坩堝的間隙均為 0. 5mm，而棒狀試樣的直徑取決于小坩堝的內(nèi)徑，使棒狀試樣與小坩堝的間隙為0. 5mm即 可。將試樣5表面用砂紙打磨，用丙酮擦洗干凈后分別放入兩坩堝內(nèi)。啟動(dòng)加熱電源，開(kāi)始 加熱，待加至設(shè)定溫度后，使隔熱板6上的試樣5熔化為液態(tài)。保溫?cái)?shù)分鐘，然后快速抽拉 10mm保證溫度場(chǎng)及溶度場(chǎng)均穩(wěn)定下來(lái)，再以設(shè)定速度抽拉，抽拉所需凝固距離后快速淬火。 待爐室溫度降到室溫后，將試樣從坩堝中取出，進(jìn)行后續(xù)金相處理。
實(shí)施例三 本實(shí)施例是用于鎳基高溫合金試樣的雙坩堝定向凝固裝置。 本實(shí)施例包括大坩堝1、石墨發(fā)熱體2、感應(yīng)線圈3、小坩堝4、試樣5、隔熱板6、液 態(tài)Ga-In-Sn合金7、抽拉桿8、接頭9、接頭9和冷卻器10，其中，隔熱板6位于冷卻器10上 端，接頭9位于冷卻器10內(nèi)；抽拉桿8 —端位于冷卻器10內(nèi)，并與接頭9 一端連接，抽拉桿 8另一端穿過(guò)冷卻器10底板上的抽拉孔，位于冷卻器10外。小坩堝4嵌套在大坩堝1內(nèi)， 并且兩個(gè)坩堝同軸，形成了雙坩堝。雙坩堝的一端位于冷卻器IO內(nèi)，與接頭9另一端連接； 雙坩堝的另一端穿過(guò)隔熱板6中心的過(guò)孔，置于感應(yīng)線圈3中。感應(yīng)線圈3位于隔熱板6 上表面。 如圖2所示，大坩堝1與小坩堝2均選用高純氧化鋁(99. 9% A1203)無(wú)底坩堝。本 實(shí)施例所選用的坩堝為北京達(dá)安拓公司生產(chǎn)的氧化鋁坩堝。大坩堝1的壁厚為0. 5mm，其外 徑小于與之配合的石墨發(fā)熱體2的內(nèi)徑，并且兩者之間有10mm的間隙。小坩堝4的壁厚為 0.6mm，其外徑同接頭9上的連接環(huán)的內(nèi)徑。大坩堝1的內(nèi)徑與小坩堝4的外徑之間的距離 同接頭9上的連接環(huán)的厚度，并通過(guò)接頭9上的連接環(huán)將大坩堝1與小坩堝2固定在接頭 9上。 接頭9包括固定底座和連接環(huán)。接頭9的固定底座為圓形塊狀，固定底座的高度 為冷卻器內(nèi)腔高度的1/3，本實(shí)施例固定底座的高度10mm ;在該固定底座的一端端面中心 有抽拉桿8的安裝孔；在固定底座的另一端端面有與固定底座同軸的圓形連接環(huán)。連接環(huán) 的內(nèi)徑同小坩堝4的外徑，連接環(huán)的外徑同大坩堝1的內(nèi)徑；連接環(huán)的高度為雙坩堝高度的 1/10，本實(shí)施例連接環(huán)的高度為10mm。 接頭9與大坩堝1與小坩堝2配合時(shí)，將連接環(huán)的外表面與大坩堝1的內(nèi)表面貼 合，將連接環(huán)的內(nèi)表面與小坩堝4的外表面貼合。 裝配時(shí)，將接頭9接在抽拉桿8上，再將隔熱板6放在接頭9上，使接頭9穿過(guò)隔
6熱板6中心的過(guò)孔。將大坩堝1套在位于接頭9上的連接環(huán)的外圓周上，小坩堝4則直接 插入連接環(huán)內(nèi)；大坩堝1與小坩堝4均與接頭9同軸緊密配合。將坩堝置于隔熱板6上的 石墨發(fā)熱體2中心。雙坩堝裝置、石墨發(fā)熱體和感應(yīng)線圈三者同軸。 如圖1所示。待所有安裝完畢后，通過(guò)抽拉桿8將接頭9降至冷卻器10內(nèi)，使接 頭端面在Ga-In-Sn合金液面下5mm。 在定向凝固實(shí)驗(yàn)前，將實(shí)驗(yàn)合金用線切割加工成管狀試樣及棒狀試樣，其中管狀 試樣的外徑及內(nèi)徑由大坩堝內(nèi)徑及小坩堝外徑?jīng)Q定，保證管狀試樣與兩坩堝的間隙均為 0. 5mm，而棒狀試樣的直徑取決于小坩堝的內(nèi)徑，使棒狀試樣與小坩堝的間隙為0. 5mm即 可。將試樣5表面用砂紙打磨，用丙酮擦洗干凈后分別放入兩坩堝內(nèi)。啟動(dòng)加熱電源，開(kāi)始 加熱，待加至設(shè)定溫度后，使隔熱板6上的試樣5熔化為液態(tài)。保溫?cái)?shù)分鐘，然后快速抽拉 10mm保證溫度場(chǎng)及溶度場(chǎng)均穩(wěn)定下來(lái)，再以設(shè)定速度抽拉，抽拉所需凝固距離后快速淬火。 待爐室溫度降到室溫后，將試樣從坩堝中取出，進(jìn)行后續(xù)金相處理。
實(shí)施例四 本實(shí)施例是用于鉛錫合金試樣的雙坩堝定向凝固裝置。 本實(shí)施例包括大坩堝1、石墨發(fā)熱體2、感應(yīng)線圈3、小坩堝4、試樣5、隔熱板6、液 態(tài)Ga-In-Sn合金7、抽拉桿8、接頭9和冷卻器10，其中，隔熱板6位于冷卻器10上端，接 頭9位于冷卻器10內(nèi)；抽拉桿8 —端位于冷卻器10內(nèi)，并與接頭9 一端連接，抽拉桿8另 一端穿過(guò)冷卻器10底板上的抽拉孔，位于冷卻器10外。小坩堝4嵌套在大坩堝1內(nèi)，并且 兩個(gè)坩堝同軸，形成了雙坩堝。雙坩堝的一端位于冷卻器IO內(nèi)，與接頭9另一端連接；雙坩 堝的另一端穿過(guò)隔熱板6中心的過(guò)孔，置于感應(yīng)線圈3中。感應(yīng)線圈3位于隔熱板6上表 面。 如圖2所示，大坩堝1與小坩堝2均選用高純氧化鋁(99. 9% A1203)無(wú)底坩堝。本 實(shí)施例所選用的坩堝為北京達(dá)安拓公司生產(chǎn)的氧化鋁坩堝。大坩堝1的壁厚為0. 5mm，其外 徑小于與之配合的石墨發(fā)熱體2的內(nèi)徑，并且兩者之間有8mm的間隙。小坩堝4的壁厚為 0.6mm，其外徑同接頭9連接環(huán)的內(nèi)徑。大坩堝1的內(nèi)徑與小坩堝4的外徑之間的距離同接 頭9上的連接環(huán)的厚度，并通過(guò)接頭9上的連接環(huán)將大坩堝1與小坩堝2固定在接頭9上。
接頭9包括固定底座和連接環(huán)。接頭9的固定底座為圓形塊狀，固定底座的高度 為冷卻器內(nèi)腔高度的1/3，本實(shí)施例固定底座的高度10mm ;在該固定底座的一端端面中心 有抽拉桿8的安裝孔；在固定底座的另一端端面有與固定底座同軸的圓形連接環(huán)。連接環(huán) 的內(nèi)徑同小坩堝4的外徑，連接環(huán)的外徑同大坩堝1的內(nèi)徑；連接環(huán)的高度為雙坩堝高度的 1/10，本實(shí)施例連接環(huán)的高度為10mm。 接頭9與大坩堝1與小坩堝2配合時(shí)，將連接環(huán)的外表面與大坩堝1的內(nèi)表面貼 合，將連接環(huán)的內(nèi)表面與小坩堝4的外表面貼合。 裝配時(shí)，將接頭9接在抽拉桿8上，再將隔熱板6放在接頭9上，使接頭9穿過(guò)隔 熱板6中心的過(guò)孔。將大坩堝1套在位于接頭9上的連接環(huán)的外圓周上，小坩堝4則直接 插入連接環(huán)內(nèi)；大坩堝1與小坩堝4均與接頭9同軸緊密配合。將坩堝置于隔熱板6上的 石墨發(fā)熱體2中心。雙坩堝裝置、石墨發(fā)熱體和感應(yīng)線圈三者同軸。 如圖1所示。待所有安裝完畢后，通過(guò)抽拉桿8將接頭9降至冷卻器10內(nèi)，使接 頭端面在Ga-In-Sn合金液面7下5mm。
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在定向凝固實(shí)驗(yàn)前，將實(shí)驗(yàn)合金用線切割加工成管狀試樣及棒狀試樣，其中管狀 試樣的外徑及內(nèi)徑由大坩堝內(nèi)徑及小坩堝外徑?jīng)Q定，保證管狀試樣與兩坩堝的間隙均為 0. 5mm，而棒狀試樣的直徑取決于小坩堝的內(nèi)徑，使棒狀試樣與小坩堝的間隙為0. 5mm即 可。將試樣5表面用砂紙打磨，用丙酮擦洗干凈后分別放入兩坩堝內(nèi)。啟動(dòng)加熱電源，開(kāi)始 加熱，待加至設(shè)定溫度后，使隔熱板6上的試樣5熔化為液態(tài)。保溫?cái)?shù)分鐘，然后快速抽拉 10mm保證溫度場(chǎng)及溶度場(chǎng)均穩(wěn)定下來(lái)，再以設(shè)定速度抽拉，抽拉所需凝固距離后快速淬火。 待爐室溫度降到室溫后，將試樣從坩堝中取出，進(jìn)行后續(xù)金相處理。
權(quán)利要求
一種雙坩堝定向凝固裝置，包括坩堝、石墨發(fā)熱體(2)、感應(yīng)線圈(3)、隔熱板(6)、抽拉桿(8)、冷卻器(10)和接頭(9)，其中，感應(yīng)線圈(3)位于隔熱板(6)上表面，隔熱板(6)位于冷卻器(10)上端，接頭(9)位于冷卻器(10)內(nèi)；抽拉桿(8)一端位于冷卻器(10)內(nèi)，并與接頭(9)一端連接，抽拉桿(8)另一端穿過(guò)冷卻器(10)底板上的抽拉孔，位于冷卻器(10)外；其特征在于，所述的坩堝包括大坩堝(1)和小坩堝(4)，并且小坩堝(4)嵌套在大坩堝(1)內(nèi)；大坩堝(1)和小坩堝(4)同軸，形成了雙坩堝；雙坩堝的一端位于冷卻器(10)內(nèi)，與接頭(9)另一端連接；雙坩堝的另一端穿過(guò)隔熱板(6)中心的過(guò)孔，置于感應(yīng)線圈(3)中。
2. 如權(quán)利要求l所述一種雙坩堝定向凝固裝置，其特征在于，小坩堝(4)的外徑同接頭 (9)上的連接環(huán)的內(nèi)徑；大坩堝(1)的內(nèi)徑與小坩堝(4)的外徑之間的距離同接頭(9)上的 連接環(huán)的厚度，并通過(guò)接頭(9)上的連接環(huán)將大坩堝(1)與小坩堝(2)固定在接頭(9)上； 大坩堝(1)的外徑與石墨發(fā)熱體(2)之間有5 10mm的間隙。
3. 如權(quán)利要求l所述一種雙坩堝定向凝固裝置，其特征在于，接頭(9)與大坩堝(1)與 小坩堝(2)配合時(shí)，將連接環(huán)的外表面與大坩堝(1)的內(nèi)表面貼合，將連接環(huán)的內(nèi)表面與小 坩堝(4)的外表面貼合。
4. 如權(quán)利要求l所述一種雙坩堝定向凝固裝置，其特征在于，接頭(9)的固定底座的高 度為冷卻器內(nèi)腔高度的1/3 ;在該固定底座的一端端面中心有抽拉桿(8)的安裝孔；在固定 底座的另一端端面有與固定底座同軸的圓形連接環(huán)。
5. 如權(quán)利要求3所述一種雙坩堝定向凝固裝置，其特征在于，連接環(huán)的內(nèi)徑同小坩堝(4) 的外徑，連接環(huán)的外徑同大坩堝(1)的內(nèi)徑；連接環(huán)的高度為雙坩堝高度的1/10。
全文摘要
一種雙坩堝定向凝固裝置，坩堝包括大坩堝(1)和小坩堝(4)，并且小坩堝(4)嵌套在大坩堝(1)內(nèi)；大坩堝(1)和小坩堝(4)同軸，形成了雙坩堝；雙坩堝的一端位于冷卻器(10)內(nèi)，與接頭(9)另一端連接；雙坩堝的另一端穿過(guò)隔熱板(6)中心的過(guò)孔，置于感應(yīng)線圈(3)中。本發(fā)明中，同軸的兩坩堝內(nèi)的熔體的溫度場(chǎng)一致，提供了不同直徑的試棒在同一實(shí)驗(yàn)參數(shù)下同時(shí)進(jìn)行抽拉的條件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明排除了不同溫度場(chǎng)對(duì)試樣定向凝固微觀組織的影響，更適于研究定向凝固過(guò)程中熔體對(duì)流對(duì)微觀組織的影響，并且具有使用方便、成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N25/00GK101718722SQ20091021905
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者傅恒志, 劉林, 李雙明, 胡小武, 高斯峰 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)