一种快捷制造悬浮熔炼用水冷铜坩埚的制作方法

本实用新型属于铸造领域，特别提供一种快捷制造悬浮熔炼用水冷铜坩埚。

背景技术：

真空悬熔炼技术是指在熔炼过程中被熔材料呈悬浮或准悬浮状态的技术。这种技术最突出的优点是排除了在高温条件下坩埚材料对金属熔体的污染，所以它是一种理想的熔炼技术，属于当代最先进的材料制备技术之一。目前，真空悬浮熔炼技术已逐渐成为高纯金属、高熔点金属、易氧化金属、复合金属熔炼的主要熔炼方式。作为真空悬浮熔炼设备中的重要部件——水冷铜坩埚，一般是采用规格直径的铜棒通过机加工实现水冷铜坩埚的制作。该方法在加工铜坩埚内腔体，通过钻孔加工水冷通道工序时，加工难度较大，生产周期长。另外原材料铜棒的利用率也较低，生产成本高。

针对传统水冷铜坩埚生产制作中存在的上述难点，本实用新型提供一种能够快捷制造的悬浮熔炼用水冷铜坩埚。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够快捷制造的悬浮熔炼用水冷铜坩埚，该坩埚可以广泛应用到目前各种真空悬浮熔炼炉中，用以生产各种高熔点、高纯度金属材料。

本实用新型技术方案如下：

一种快捷制造悬浮熔炼用水冷铜坩埚，其特征在于：包括铜坩埚体1和位于铜坩埚体1底部的铜质冷却水箱2，所述铜坩埚体1由多个水冷铜坩埚瓣3通过绝缘纤维带围成一圆形整体而成；水冷铜坩埚瓣3由铜坩埚瓣4和铜冷却水道5组成，铜坩埚瓣4是底部为弧形的铜板，铜冷却水道5是中部带有弧形的铜管，铜坩埚瓣4外壁贴焊铜冷却水道5，其底部弧形与铜冷却水道5中部弧形相匹配；铜冷却水道5与铜质冷却水箱2相连通。

本实用新型从制造方案上进行优化设计，使所得坩埚满足悬浮熔炼工艺对水冷铜坩埚技术要求的基础上，达到强化冷却，降低部件制造难度及成本的效果，大幅缩短制造周期。

作为优选的技术方案：所述铜坩埚体1的内部为上部直筒、下部近似半球体的结构，用于承载熔炼的金属材料或熔融金属液。

作为优选的技术方案：所述铜坩埚体1由18～24个(容量越大，瓣数越多)水冷铜坩埚瓣3通过绝缘纤维带围成一圆形整体而成。

作为优选的技术方案：所述铜坩埚瓣4是由厚度为5～10mm的紫铜板带经过矫形制作而成。

作为优选的技术方案：所述铜冷却水道5为铜方管，采用其通循环冷却水，对铜坩埚瓣4进行冷却降温，以免铜坩埚瓣4在工作过程中因过热而烧损。

作为优选的技术方案：所述铜质冷却水箱2由厚度为3～5mm的紫铜板制作而成，由该水箱分流冷却水到各个铜冷却水道5进行冷却。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型采用规定数量、一定厚度的铜板带，通过矫形组合成铜坩埚体，取代了传统采用整根铜棒，通过机床加工坩埚体的方式，降低了铜坩埚体的制作难度，同时提高了原材料的利用效率，极大地降低了部件制作成本。

2、传统铜坩埚通过钻孔方式制作水冷通道，由于同材质钻孔难度大，水冷通道长，因此加工难度较大。本实用新型利用方铜管贴焊在铜坩埚外壁，作为铜坩埚的冷却水通道，方式简单，容易制作，从而降低了设备的制作难度。

3、本实用新型水冷铜坩埚部件加工难度低，制作周期短，制造成本低，相对于传统铜坩埚的制造方法，实现了快捷、低成本制造的目的，可以广泛应用于实际生产，尤其各种需要不断调整铜坩埚部件规格的科研实验中。

附图说明

图1本实用新型所述水冷铜坩埚结构简图。

图2水冷铜坩埚瓣结构简图。

图3铜坩埚瓣和铜冷却水道矫形过程示意图。

附图标记：1、铜坩埚体，2、铜质冷却水箱，3、水冷铜坩埚瓣，4、铜坩埚瓣，5、铜冷却水道。

具体实施方式

实施例1

如图1-3所示，一种快捷制造悬浮熔炼用水冷铜坩埚，包括铜坩埚体1和位于铜坩埚体1底部的铜质冷却水箱2，所述铜坩埚体1由14个水冷铜坩埚瓣3通过绝缘纤维带围成一圆形整体而成，其内部为上部直筒、下部近似半球体的结构，用于承载熔炼的金属材料或熔融金属液；水冷铜坩埚瓣3由铜坩埚瓣4和铜冷却水道5组成，铜坩埚瓣4是底部为弧形的铜板，铜冷却水道5是中部带有弧形的铜管，铜坩埚瓣4外壁贴焊铜冷却水道5，其底部弧形与铜冷却水道5中部弧形相匹配；铜冷却水道5与铜质冷却水箱2相连通，各铜冷却水道5汇集于铜质冷却水箱2，组成一体的水冷铜坩埚部件。

所述铜坩埚瓣4是由厚度为5～10mm的紫铜板带经过矫形制作而成(包括机械成形及尺寸修正等)。

所述铜冷却水道5为铜方管，采用其通循环冷却水，对铜坩埚瓣4进行冷却降温，以免铜坩埚瓣4在工作过程中因过热而烧损。

所述铜质冷却水箱2由厚度为3～5mm的紫铜板制作而成，由该水箱分流冷却水到各个铜冷却水道5进行冷却。

实施例2

在真空密闭容器内利用实施例1所述水冷铜坩埚进行金属材料的熔炼操作，并达到降低金属材料中的气体含量的目的。

将该水冷铜坩埚置于真空悬浮炉腔内，铜坩埚体1作为金属材料熔炼的载体，利用中频电源或高频电源装置对铜坩埚体1内的金属材料进行感应加热融化，并利用电磁感应磁场实现坩埚内熔融金属悬浮状态下熔炼，减少熔炼过程中坩埚本体对金属材料的污染，达到高纯金属的熔炼效果。

采用在铜冷却水道5内通循环冷却水的方式，对水冷铜坩埚在工作过程中产生的热量进行冷却，保护水冷铜坩埚不受过热烧损。

最终金属原材料在真空状态下进行悬浮熔炼，生产出各种高纯、高熔点金属成品材料。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

此外，本文省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。