一种镍铝金属间化合物的真空熔炼装置的制作方法

文档序号:12645752阅读:326来源:国知局

本发明属于材料加工技术领域,尤其是涉及一种镍铝金属间化合物的真空熔炼装置。



背景技术:

金属间化合物Ni3Al是具备反常的屈服强度—温度效应,以及很高的耐磨损和耐腐蚀性能,已经成为当代航空航天工业、民用工业等领域的重要结构材料,特别是在航空发动机叶片领域具有广阔的应用前景。3D打印,或称增材制造作为近年来兴起的一种快速成型工艺,采用逐层铺粉,激光或电子束融化成型的方式,实现了精密部件的精加工成型,并且避免了铸造过程出现的缩孔缩松等缺陷,成为一种新兴的材料加工手段。

目前3D打印所用的粉料,一般通过熔炼后真空浇注成铸锭,随后二次熔炼并采用雾化法制粉的方式获得,而在真空熔炼和浇注过程中,保证合金熔体的纯净度,对于后续制粉、乃至3D打印过程中的产品性能至关重要,目前所用真空熔炼,一般通过在感应炉的坩埚中进行真空感应熔炼后倾倒式浇注的方式,但是镍铝金属间化合物所用原料含有较多的固态夹杂物,该夹杂物在熔炼过程中难以熔化,同时由于熔炼时间短而难以全部浮到表面,同时倾倒式浇注会首先将表面的夹杂物浇注入模具,并留在凝固后的铸锭内,对所制得的粉料性能造成影响。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种镍铝金属间化合物的真空熔炼浇注装置,采用底部吹氩并底浇的方式,提高了纯净度。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供了一种镍铝金属间化合物的真空熔炼装置,采用侧壁吹氩并过滤后底浇的方式,可提高合金纯净度。

本发明完整的技术方案包括:

一种镍铝金属间化合物的真空熔炼设备,包括炉体,炉体上有炉盖,炉体和炉盖之间安装有高温密封圈,炉盖上设有观察窗和步进测温装置;

炉中设有坩埚,坩埚外设有感应加热体,坩埚上方设有可翻转二次加料斗,

坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座,底座中央设有出液口,出液口两侧分别设有惰性气体管,惰性气体管口设有难熔材料制成的透气砖,底座下设有可移动浇套,所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动,浇套中央设有浇注口,通过移动浇套,可以使浇套外衬封闭出液口,或者使浇注口全部或部分截面对准出液口,从而控制出液口的开度。

所述滑动测温装置前段为铠装热电偶,热电偶后端固定在滑杆上,滑杆安装于套筒内,并伸出炉盖外,套筒与炉盖之间通过密封圈密封,热电偶的补偿导线穿过滑杆与控制系统连接,滑杆和套筒之间有润滑油,起到润滑兼密封的作用,滑杆后端连接步进电机,步进电机与控制系统连接,可以根据预设的距离推进或退出

二次加料斗包括料仓,以及穿过料仓的转轴。

本发明相对于现有技术的优点在于:

1.通过吹入惰性气体,氩气通过透气砖进入合金液,对合金液进行搅拌,使其成沸腾状,并行成气泡,携带着合金中不易熔化的夹杂物上浮,到达合金液表面。

2.步进测温装置操作灵活,避免长时间接触金属液使热电偶使用寿命降低。

3.二次加料斗实现了熔炼时合金组分的精确控制。

4.底浇式坩埚实现了浇注的平稳,同时富集了夹杂物的最上层金属液留在坩埚中,保证了浇出的合金液的纯净度。

附图说明

图1为镍铝金属间化合物的真空熔炼装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

采用的真空熔炼浇注设备包括炉体1,炉体上有炉盖2,炉体和炉盖之间安装有高温密封圈,炉盖上设有观察窗3,步进测温装置4,所述步进测温装置位于炉盖正上方,前段为铠装热电偶5,热电偶后端固定在滑杆6上,滑杆安装于套筒7内,并伸出炉盖外,套筒与炉盖之间通过密封圈密封,滑杆后端连接步进电机,步进电机12与控制系统连接,可以根据预设的距离推进或退出,从而对坩埚内不同深度的熔体温度进行测量,热电偶的补偿导线穿过滑杆与控制系统8连接,滑杆和套筒之间有润滑油,起到润滑兼密封的作用。

炉中设有坩埚9,坩埚外设有感应加热体10,坩埚上方设有可翻转二次加料斗11,二次加料斗包括料仓,以及穿过料仓的转轴13,

坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座14,底座中央设有直径为10cm的出液口15,出液口两侧分别设有惰性气体管16,惰性气体管口设有难熔材料制成的透气砖,底座下设有可移动浇套17,所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动,浇套中央设有直径为10cm的浇注口,通过移动浇套,可以使浇套外衬封闭出液口,或者使浇注口全部或部分截面对准出液口,从而控制出液口的开度。

熔炼时,首先将合金原料放于坩埚内,随后盖上炉盖,密封抽真空到10-5-10-6pa,开启感应加热装置进行加热,控制系统控制流量阀开始吹氩,在合金的熔炼过程中,吹入的氩气压力大于坩埚底部镍铝金属间化合物熔液静压力的1.2倍,氩气通过透气砖进入合金液,对合金液进行搅拌,使其成沸腾状,并行成气泡,携带着合金中不易熔化的夹杂物上浮,到达合金液表面。

熔炼过程中,步进电机带动滑杆使热电偶探进入金属液内进行测温,通过三个预设行程,可实现坩埚表面,坩埚中部和坩埚底部的金属液的温度测量,以观测温度均匀性情况,测温结束后电机使滑杆归位,避免长时间接触金属液使热电偶使用寿命降低,熔炼到一定时间后,转动二次加料斗的转轴,使料仓翻转,料仓内的合金元素进入镍铝金属间化合物液进行精炼。

精炼结束后,降低氩气的压力,推动可移动浇套,使浇注口部分或全部截面对准出液口,金属液流出,进行底注式浇注,浇注末期,推动可移动浇套封闭出液口,使富集了夹杂物的最上层金属液留在坩埚中,保证了浇出的合金液的纯净度。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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