专利名称：制备块状非晶材料的热型连铸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及块状非晶合金材料的制备装置。
背景技术：
专利号为992507804的实用新型专利“真空气压铸造大块非晶合金装置”公开了一种真空气压铸造大块非晶合金装置，包括真空室、真空装置、组合夹具、高频感应线圈、导流管、钢模、气体导入管，其中带有石英喷嘴的组合夹具通过法兰安装在真空室里，在真空室设一抽气口与真空装置连接，设一进气口经气体导人管与气源相通，组合夹具上的气口通过管路与气体导入管相连；在真空室里套装高频感应线圈于石英喷嘴处，另设导流管于组合夹具和钢模之间，钢模安装在底板上。其不足之处在于多工序、低效率、高成本，块状非晶的尺寸受到成型工艺的限制，不能形成连续的工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供制备块状非晶合金材料的热型连铸装置，连续地制备出块状非晶合金。
本发明为制备块状非晶材料的热型连铸装置，包括炉盖4、耐火砖2、炉体3、冷却机构10、牵引机构15、底盖1，耐火砖2安装在炉体3内的中部位置处，加热线圈12-1环绕安装在坩埚8上，引锭16安装在牵引机构15上，在进行连铸时，引锭16的上端插在坩埚8延长部上的金属液出口处，由牵引机构15驱动，向下拉拔金属液，坩埚8安装在耐火砖2上的成形锥面上，抽头5的上部安装在炉盖4的顶端，下端连接堵头10，耐火砖2将炉腔分成上、下两部分。
沿坩埚8上位于耐火砖2以下的延长部开设通孔的横截面是圆形的，或是矩形的，在坩埚8内合金熔化时由堵头10堵住，在连铸时向上提起堵头10。
坩埚8下端位于耐火砖2位置处的内表面为圆锥面，堵头10与坩埚8接触的下端为球面。
保温线圈12-2安装在坩埚8的延长部位置处的耐火砖2的延长部上。
本发明的有益之处在于简化了工序，提高了生产效率，降低了生产成本，可连续铸造出块状非晶合金。
图1为本发明的真空气压连铸炉熔化时的示意图，附图标记及对应名称为底盖1、耐火砖2、炉体3、炉盖4、抽头5、阀门6-1、阀门6-2、氩气瓶7、机械泵8、高频加热电源9、堵头10、坩埚11、加热线圈12-1、保温线圈12-2、冷却水套13、气套14、牵引装置15、引锭16。
图2为本发明的真空气压连铸炉连铸时的示意图具体实施方式
如图1所示，本发明的热型连铸装置，包括炉盖4、耐火砖2、炉体3、冷却机构10、牵引机构15、底盖1，耐火砖2安装在炉体3内的中部位置处，加热线圈12-1环绕安装在坩埚8上，引锭16安装在牵引机构15上，在进行连铸时，引锭16的上端插在坩埚8延长部上的金属液出口处，由牵引机构15驱动，向下拉拔金属液，坩埚8安装在耐火砖2上的成形锥面上，抽头5的上部安装在炉盖4的顶端，下端连接堵头10，耐火砖2将炉腔分成上、下两部分。
沿坩埚8上位于耐火砖2以下的延长部开设通孔的横截面是圆形的，或是矩形的，在坩埚8内合金熔化时由堵头10堵住，在连铸时向上提起堵头10。
坩埚8下端位于耐火砖2位置处的内表面为圆锥面，堵头10与坩埚8接触的下端为球面。
保温线圈12-2安装在坩埚8的延长部位置处的耐火砖2的延长部上。
如图1所示，通过耐火砖2、坩埚8和堵头5，可将炉腔分成上、下两部分，炉腔上部分内气压可控，在加热线圈12-1刚通电加热时，上炉腔内保持10-1～10-2pa负压状态，母合金开始熔化时上炉腔内保持0.4～0.7atm的正压，打开底盖1连铸时上炉腔内保持0.95～1.05atm的正压，使坩埚11内金属液的上表面与坩埚11的下出口之间的金属液面之间形成合适的压差。坩埚11置于耐火砖2的成形锥面之上、线圈12-1之内，工作时既充当被加热体也充当铸型，其下部的通孔熔化时用抽头5和堵头10所构成的机构堵住，连铸时向上提起；坩埚11和堵头5之间为线性配合，将坩埚11与堵头5接触的部分制成锥面、堵头5与坩埚11接触的部分制成球面，可防止金属液泄露；冷却水套13喷出的水柱截面为环状，冷却程度均匀，冷却介质为常温下的水。
本发明的准备过程是将纯金属按所需的配方配制好，用纯度99.8％的氩气进行保护，在水冷铜坩埚感应炉中熔化，为使成分均匀熔化两次以上，将母合金表面氧化皮去掉然后压碎成1～5mm大小的块状并用酒精清洗。其制备过程为首先将母合金压碎1～5mm大小的块状，通过窥视孔加入到坩埚11和堵头10之间的空间内，加入量约为坩埚总容量的70％左右，安装视镜封闭窥视孔。打开阀门6-1、启动机械泵8将上炉腔内抽真空至10-2pa以下。用高频加热电源9给加热线圈12-1通电，同时观察合金的熔化情况，等到快熔化时及时关闭机械泵8、打开阀门6-2通入99.8％氩气保持0.4～0.7atm正压进行保护，以防飞溅、氧化；同时，利用红外线测温仪进行控温使母合金熔化后过热50～100℃并保温3～5分钟。开始连铸时，引锭16的上端插在坩埚8延长部上的金属液出口处，由牵引机构15驱动，向下拉拔金属液，牵引速度应与炉膛内压力、冷却水量要匹配。
本发明的整个制备过程中由于受到氩气的保护，同时采用石墨坩埚，减少了对母合金的污染、氧化程度，有利于非晶的形成，可降低对原材料的纯度要求。母合金液在出口端凝固成型，减小了铸件与型壁之间的摩擦，可制得表面非常光洁的块状非晶。
权利要求
1.制备块状非晶材料的热型连铸装置，包括炉盖(4)、耐火砖(2)、炉体(3)、冷却机构(10)、牵引机构(15)、底盖(1)，耐火砖(2)安装在炉体(3)内的中部位置处，加热线圈(12-1)环绕安装在坩埚(11)上，引锭(16)安装在牵引机构(15)上，在进行连铸时，引锭(16)的上端插在坩埚(8)延长部上的金属液出口处，由牵引机构(15)驱动，向下拉拔金属液，其特征在于坩埚(11)安装在耐火砖(2)上的成形锥面上，抽头(5)的上部安装在炉盖(4)的顶端，下端连接堵头(10)，耐火砖(2)将炉腔分成上、下两部分。
2.根据权利要求1所述的制备块状非晶材料的热型连铸装置，其特征在于沿坩埚(11)上位于耐火砖(2)以下的延长部开设通孔的横截面是圆形的，或是矩形的，在坩埚(8)内合金熔化时由堵头(10)堵住，在连铸时向上提起堵头(10)。
3.根据权利要求1所述的制备块状非晶材料的热型连铸装置，其特征在于坩埚(8)下端位于耐火砖(2)位置处的内表面为圆锥面，堵头(10)与坩埚(11)接触的下端为球面。
4.根据权利要求1所述的制备块状非晶材料的热型连铸装置，其特征在于保温线圈(12-2)安装在坩埚(11)的延长部位置处的耐火砖(2)的延长部上。
全文摘要
制备块状非晶材料的热型连铸装置，包括炉盖(4)、耐火砖(2)、炉体(3)、冷却机构(10)、牵引机构(15)、底盖(1)，耐火砖(2)安装在炉体(3)内的中部位置处，加热线圈(12－1)环绕安装在坩埚(11)上，引锭(16)安装在牵引机构(15)上，在进行连铸时，引锭(16)的上端插在坩埚(8)延长部上的金属液出口处，由牵引机构(15)驱动，向下拉拔金属液，其特征在于坩埚(11)安装在耐火砖(2)上的成形锥面上，抽头(5)的上部安装在炉盖(4)的顶端，下端连接堵头(10)，耐火砖(2)将炉腔分成上、下两部分。
文档编号B22D11/14GK1739886SQ200510043080
公开日2006年3月1日 申请日期2005年8月2日 优先权日2005年8月2日
发明者寇生中, 丁雨田, 岳武, 冯柳, 胡勇, 李春燕, 高忙忙, 李金奎, 许广济 申请人:兰州理工大学