专利名称：复合式镁合金熔炼实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种合金熔炼实验装置，特别涉及一种复合式镁合金熔炼实验装置。
背景技术：
镁合金由于具有密度小、比强度高、导热导电性好的性质，同时具有良好的阻尼减 震和电磁屏蔽性能，因而广泛应用于电子装置的壳体结构件和对轻、薄、小型化，高集成度 等要求较高的领域。镁合金为六方晶系的晶体结构特征，其强度、硬度很低，冶炼的凝固过 程较为复杂，对于冶炼和凝固的工艺要求也较为严格，作为实际生产的前期保障，镁合金的 熔炼试验显得尤为重要。现有技术中，在对于镁合金的实验室冶炼设备，一般包括一个控制电路箱和一个 熔炼炉组成，冶炼过程中通过人工取出坩埚进行浇注，操作极为不便且由于温度较高，具有 较高的危险性；在合金熔炼后需要淬火时，由于取出坩埚再放入淬火液里有时间差，导致实 验的准确性得不到保证；特别是在实验过程中，做不同凝固速度对组织变化影响的研究的 凝固实验时，单一熔炼炉不能满足实验的要求，还需要另外的实验设备，不但增加了实验设 备的投入，还导致了设备的布置和操作复杂。因此，需要一种镁合金实验用熔炼设备，结构简单紧凑，操作方便和安全，能够根 据需要控制镁合金的凝固速度，因而可以从凝固速度的角度去控制凝固后的组织及性能， 在凝固时能够得到不同凝固速度条件下的固液凝固界面，能够较为简单的进行镁合金溶质 分配的研究实验和通过淬火的方式研究镁合金晶粒细化的相关问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种复合式镁合金熔炼实验装置，结构简单紧凑， 操作方便和安全，能够根据需要控制镁合金的凝固速度，因而可以从凝固速度的角度去控 制凝固后的组织及性能，在凝固时能够得到不同凝固速度条件下的固液凝固界面，能够较 为简单的进行镁合金溶质分配的研究实验和通过淬火的方式研究镁合金晶粒细化的相关 问题。本发明的复合式镁合金熔炼实验装置，包括竖直设置的柱状炉架和位于柱状炉架 旁由上到下依次同轴设置的加热炉I、加热炉II以及淬火槽，所述加热炉I以可绕柱状炉 架轴线转动的方式设置于柱状炉架，加热炉II以可上下滑动的方式设置于柱状炉架；加热炉I底部向上与加热炉I同心固定设置一中心管I，加热炉II底部向上与加 热炉II同心固定设置一中心管II，加热炉II底部向下同心设置下料管，所述下料管下端正 对淬火槽，所述中心管I与中心管II之间管口相对且通过可径向滑动的托盘I隔开，中心 管II与下料管之间管口相对且通过可径向滑动的托盘II隔开；加热炉I底部设置用于连通 中心管I与中心管II的竖直通孔，所述竖直通孔直径小于中心管I外径。进一步，所述柱状炉架在圆周方向转动配合外套有转动套，所述加热炉I与转动 套固定连接；所述柱状炉架沿竖直方向设置T形滑槽，T形滑槽内以可沿竖直方向往复滑动的方式竖直嵌有条状T形滑块，所述加热炉II连接于T形滑块；进一步，所述中心管I通过位于加热炉I底部并外套于中心管I的中心管座I设 置，托盘I沿径向穿入中心管座I置于中心管I底部将中心管I和中心管II隔开；所述中 心管II通过位于加热炉II底部并外套于中心管II的中心管座II设置，托盘II沿径向穿入中 心管座II置于中心管II底部将中心管II和下料管隔开；所述托盘I沿径向设置延伸出加 热炉I的操作臂I，所述操作臂I的外端部与加热炉I之间连接有拉簧I ；所述托盘II沿 径向设置延伸出加热炉II的操作臂II，所述操作臂II的外端部与加热炉II之间连接有拉簧 II ；进一步，所述柱状炉架位于T形滑槽上部设置第一定滑轮，与第一定滑轮相对于 柱状炉架横向对称设置第二定滑轮，柱状炉架与第一定滑轮和第二定滑轮对应设置横向贯 穿的过索孔，一拉索穿过过索孔且分别绕过第一定滑轮和第二定滑轮一端连接T形滑块， 另一端连接通过一电机驱动的转轮；进一步，所述下料管外套有固定设置于柱状炉架的支撑管，支撑管顶部设置嵌入 加热炉II底并可向上活动的隔热块，所述中心管座II设置在隔热块上，所述下料管穿过隔 热块与隔热块固定并与中心管II连通；进一步，所述加热炉I与加热炉II之间设置隔热层，所述隔热层设置用于连通中 心管I和中心管II的孔；进一步，所述柱状炉架外套有通过顶丝固定的固定套，所述支撑管通过固定于固 定套的悬臂梁支撑；与所述T形滑块固定设置加热炉托盘，所述加热炉II置于加热炉托盘 上；进一步，与所述转动套固定连接设置抱箍套，所述抱箍套外套于加热炉I并与其 固定连接；进一步，所述柱状炉架设置环形凸台，所述转动套置于环形凸台上与柱状炉架在 圆周方向转动配合。本发明的有益效果是本发明的复合式镁合金熔炼实验装置，采用由上到下依次 设置的加热炉I、加热炉II以及淬火槽，并根据需要将加热炉I和加热炉II设置相应的自 由度，结构简单紧凑，操作方便和安全，能够根据需要控制镁合金的凝固速度，因而可以从 凝固速度的角度去控制凝固后的组织及性能，在凝固时能够得到不同凝固速度条件下的固 液凝固界面，能够较为简单的进行镁合金溶质分配的研究实验和通过淬火的方式研究镁合 金晶粒细化的相关问题。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图1为本发明的结构示意图；图2为图1沿A-A向示意图。
具体实施例方式图1为本发明的结构示意图，图2为图1沿A-A向示意图，如图所示本实施例的复 合式镁合金熔炼实验装置，包括竖直设置的柱状炉架观和位于柱状炉架观旁由上到下依次同轴设置的加热炉I 1、加热炉II 8以及淬火槽20，本实施例中加热炉I 1和加热炉II 8 均为电磁感应炉，当然，也可以采用电加热炉；所述加热炉I 1以可绕柱状炉架观轴线转动 的方式设置于柱状炉架观，加热炉II 8以可上下滑动的方式设置于柱状炉架观；加热炉I 1底部向上与加热炉I 1同心固定设置一中心管I 30，加热炉II 8底部 向上与加热炉II 8同心固定设置一中心管II 9，加热炉II 8底部向下同心设置下料管17，所 述下料管17下端正对淬火槽20，所述中心管I 30与中心管II 9之间管口相对且通过可径 向滑动的托盘I 4隔开，中心管II 9与下料管17之间管口相对且通过可径向滑动的托盘 II 11隔开；加热炉I 1底部设置用于连通中心管I 30与中心管II 9的竖直通孔la，所述 竖直通孔Ia直径小于中心管I 30外径。本实施例中，所述柱状炉架28在圆周方向转动配合外套有转动套27，所述加热炉 I 1与转动套27固定连接；所述柱状炉架观沿竖直方向设置T形滑槽^a，T形滑槽28a 内以可沿竖直方向往复滑动的方式竖直嵌有条状T形滑块23，所述加热炉II 8连接于T形 滑块23 ；采用T形滑槽^a和条状T形滑块23的配合结构，能够有效限制除竖直方向以外 的自由度，保证加热炉II 8能够保持垂直稳定的状态，从而保证实验的顺利进行。本实施例中，所述中心管I 30通过位于加热炉I 1底部并外套于中心管I 30的 中心管座I 2设置，托盘I 4沿径向穿入中心管座I 2置于中心管I 30底部将中心管I 30 和中心管II 9隔开；所述中心管II 9通过位于加热炉II 8底部并外套于中心管II 9的中心 管座II 10设置，托盘II 11沿径向穿入中心管座II 10置于中心管II 9底部将中心管II 9和 下料管17隔开；所述托盘I 4沿径向设置延伸出加热炉I 1的操作臂I 6，所述操作臂I 6 的外端部与加热炉I 1之间连接有拉簧I 7 ；所述托盘II 11沿径向设置延伸出加热炉II 8 的操作臂II 12，所述操作臂II 12的外端部与加热炉II 8之间连接有拉簧II 13 ；采用中心管 座的结构，利于保证中心管与加热炉的同轴度，从而利于中心管I 30、中心管II 9和下料管 17的同轴度，从而保证实验顺利进行；同时，在进行熔炼时，中心管座还可提供较大的径向 尺寸，利于托盘径向插入封堵中心管，托住熔炼坩埚；采用拉簧和操作臂结构，将托盘拉出 后可通过弹力回弹，操作简单。本实施例中，所述柱状炉架观位于T形滑槽28a上部设置第一定滑轮沈，与第一 定滑轮沈相对于柱状炉架观横向对称设置第二定滑轮25，柱状炉架观与第一定滑轮沈 和第二定滑轮对25应设置横向贯穿的过索孔^b，一拉索M穿过过索孔28b且分别绕过第 一定滑轮沈和第二定滑轮25 —端连接T形滑块23，另一端连接通过一电机21驱动的转轮 21a;采用滑轮结构并结合电机进行驱动，可实现加热炉II 8自动化的上下移动，利于省力、 高效快速的完成需要的实验步骤。本实施例中，所述下料管17外套有固定设置于柱状炉架观的支撑管18，支撑管 18顶部设置嵌入加热炉II 8底14并可向上活动的隔热块15，所述中心管座II 10设置在隔 热块15上，所述下料管17穿过隔热块15与隔热块15固定并与中心管II 9连通；制作简 单，利于较稳固的保证下料管与中心管II 19之间的同轴度，同时，利于保证加热炉II 8向下 移动时的结构稳固。本实施例中，所述加热炉I 1与加热炉II 8之间设置隔热层5，所述隔热层5设置 用于连通中心管I和中心管II的孔；隔热层5利于保证装置的整体隔热性能，从而保证实 验的顺利进行。
本实施例中，所述柱状炉架观外套有通过顶丝22a固定的固定套22，所述支撑管 18通过固定于固定套22的悬臂梁22b支撑，实践中，固定套22和悬臂梁可制成一体，也可 固定连接；可以根据需要调整安装高度；与所述T形滑块23固定设置加热炉托盘16，所述 加热炉II 8置于加热炉托盘16上；结构简单稳固。本实施例中，与所述转动套27固定连接设置抱箍套3，所述抱箍套3外套于加热炉 I 1并与其固定连接；通过抱箍结合嵌入式浇注或者靠摩擦力进行固定连接，能实现发明 目的，保证结构整体的稳定性。本实施例中，所述柱状炉架观设置环形凸台^c，所述转动套27置于环形凸台 28c上与柱状炉架观在圆周方向转动配合，结构简单，能够较好的限制转动套27向下的自 由度，保证加热炉I 1的高度稳定，并能实现转动移开。本发明在使用时，在镁合金晶粒细化实现过程中，以柱状炉架观为轴心转动并移 开加热炉I 1，将托盘II 11拔出中心管座II 10，通过电机21驱动转轮21a，转轮释放拉索 对，加热炉II 8下移，直到加热炉II 8的上口低于中心管座II 10，将中心管II 9拔出，将另一 托盘沿径向插入中心管座II 10，将放好试样的坩埚放置在中心管座II 10内置于托盘上，将 中心管II 9插入中心管座II 10并用于径向限制坩埚，移动加热炉II 8上升，使坩埚位于加 热炉II 8底，盖上加热炉II 8炉盖；将熔炼试样加热到合适的温度，将加热炉II 8下移并抽 掉托盘，熔体自由下落到淬火槽内，使淬火液的表面高于镁合金熔体的最高表面进行淬火， 冷却到室温得到晶粒细化镁合金。镁合金控温凝固的实现过程，打开加热炉I 1炉盖，将托盘I 4插好，将放好试样 的坩埚四放置托盘I 4上，将中心管I 30插入中心管座I 2并用于径向限制坩埚四，盖上 加热炉I 1炉盖；将熔炼试样在加热炉I 1内加热到合适的熔炼温度，同时将加热炉II 8加 热到合适的温度，以保证冷却速度；当加热炉II 8达到要求的温度后，径向拔出加热炉I 1 的托盘I 4，使坩埚四落入在加热炉II 8的中心管II 9并置于托盘II 11上，直到凝固达到 研究所需要的固体百分比时，拔出托盘II 11，坩埚四通过下料管落入的淬火槽20内，获得 所需要的一定凝固速度条件下的淬火试样，同样过程，坩埚四通过下料管不落入的淬火槽 20内，则可以获得非淬火试样。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于包括竖直设置的柱状炉架和位于柱 状炉架旁由上到下依次同轴设置的加热炉I、加热炉II以及淬火槽，所述加热炉I以可绕 柱状炉架轴线转动的方式设置于柱状炉架，加热炉II以可上下滑动的方式设置于柱状炉 架；加热炉I底部向上与加热炉I同心固定设置一中心管I，加热炉II底部向上与加热炉 II同心固定设置一中心管II，加热炉II底部向下同心设置下料管，所述下料管下端正对淬 火槽，所述中心管I与中心管II之间管口相对且通过可径向滑动的托盘I隔开，中心管II 与下料管之间管口相对且通过可径向滑动的托盘II隔开；加热炉I底部设置用于连通中心 管I与中心管II的竖直通孔，所述竖直通孔直径小于中心管I外径。
2.根据权利要求1所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于所述柱状炉架在 圆周方向转动配合外套有转动套，所述加热炉I与转动套固定连接；所述柱状炉架沿竖直 方向设置T形滑槽，T形滑槽内以可沿竖直方向往复滑动的方式竖直嵌有条状T形滑块，所 述加热炉II连接于T形滑块。
3.根据权利要求2所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于所述中心管I通 过位于加热炉I底部并外套于中心管I的中心管座I设置，托盘I沿径向穿入中心管座I 置于中心管I底部将中心管I和中心管II隔开；所述中心管II通过位于加热炉II底部并外 套于中心管II的中心管座II设置，托盘II沿径向穿入中心管座II置于中心管II底部将中心 管II和下料管隔开；所述托盘I沿径向设置延伸出加热炉I的操作臂I，所述操作臂I的 外端部与加热炉I之间连接有拉簧I ；所述托盘II沿径向设置延伸出加热炉II的操作臂 II，所述操作臂II的外端部与加热炉II之间连接有拉簧II。
4.根据权利要求3所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于所述柱状炉架位 于T形滑槽上部设置第一定滑轮，与第一定滑轮相对于柱状炉架横向对称设置第二定滑 轮，柱状炉架与第一定滑轮和第二定滑轮对应设置横向贯穿的过索孔，一拉索穿过过索孔 且分别绕过第一定滑轮和第二定滑轮一端连接T形滑块，另一端连接通过一电机驱动的转 轮。
5.根据权利要求4所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于所述下料管外套 有固定设置于柱状炉架的支撑管，支撑管顶部设置嵌入加热炉II底并可向上活动的隔热 块，所述中心管座II设置在隔热块上，所述下料管穿过隔热块与隔热块固定并与中心管II 连通。
6.根据权利要求5所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于所述加热炉I与 加热炉II之间设置隔热层，所述隔热层设置用于连通中心管I和中心管II的孔。
7.根据权利要求6所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于所述柱状炉架外 套有通过顶丝固定的固定套，所述支撑管通过固定于固定套的悬臂梁支撑；与所述T形滑 块固定设置加热炉托盘，所述加热炉II置于加热炉托盘上。
8.根据权利要求7所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于与所述转动套固 定连接设置抱箍套，所述抱箍套外套于加热炉I并与其固定连接。
9.根据权利要求7所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于所述柱状炉架设 置环形凸台，所述转动套置于环形凸台上与柱状炉架在圆周方向转动配合。
全文摘要
本发明公开了一种复合式镁合金熔炼实验装置，包括由上到下依次同轴设置的加热炉Ⅰ、加热炉Ⅱ以及淬火槽，加热炉Ⅰ以可绕柱状炉架轴线转动的方式设置于柱状炉架，加热炉Ⅱ以可上下滑动的方式设置于柱状炉架；加热炉Ⅰ的中心管Ⅰ与加热炉Ⅱ的中心管Ⅱ之间以及中心管Ⅱ与正对淬火槽的下料管之间管口相对且分别通过可径向滑动的托盘隔开，本发明结构简单紧凑，操作方便和安全，能够根据需要控制镁合金的凝固速度，因而可以从凝固速度的角度去控制凝固后的组织及性能，在凝固时能够得到不同凝固速度条件下的固液凝固界面，能够较为简单的进行镁合金溶质分配的研究实验和通过淬火的方式研究镁合金晶粒细化的相关问题。
文档编号F27B17/02GK102062537SQ20101022929
公开日2011年5月18日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者吴裕, 李小科, 潘复生, 熊姝涛, 蒋斌 申请人:重庆大学