专利名称：用于定向凝固的可多次重复使用的型壳的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于定向凝固的可多次重复使用的型壳。
背景技术：
磁致伸缩材料是具有显著磁致伸缩效应的、可将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的磁性材料。磁致伸缩材料在低频大功率超声领域有着广泛的应用前景。在用磁致伸缩材料制作换能器时，为了方便施加磁场，材料中心一般都带有窗口 ；为了减小涡流效应，要求磁致伸缩材料由彼此绝缘的薄片堆叠而成。因此，用于大功率超声的磁致伸缩振子，其核心的磁致伸缩材料都是通过中间带有窗口的彼此绝缘的薄片堆叠而成，通常，其堆叠后的形状为中间带有窗口的长方体。金属磁致伸缩材料,如Tb-Dy-Fe合金、Fe-Ga合金、Fe-Co合金等,其磁致伸缩性能存在明显的各向异性，沿合金的易磁化方向磁致伸缩性能优异。因此，当成分一定时，磁致伸缩合金的性能与其制备方法及工艺存在密切的联系。传统的磁致伸缩材料如镍、铁铝合金等，其磁致伸缩应变值小，在大功率超声领域应用较少。稀土超磁致伸缩材料(如Tb-Dy-Fe合金)和21世纪才开始发展起来的Fe-Ga合金，其磁致伸缩应变值大，在大功率超声领域有着广阔的应用前景。遗憾的是，稀土超磁致伸缩材料塑性太差，无法通过传统的压力加工的方法加工成薄带。对于Fe-Ga合金,经过十余年的努力，虽然能够轧制成薄带，但至今仍未找到一种可大批量生产高性能薄带的制备工艺。基于上述原因，人们不得不使用定向凝固的磁致伸缩合金来制作换能器。定向凝固的方法有多种，其中，高速定向凝固法是一种常用的生产尺寸较大的合金材料的方法。该方法的特点是以一`定的速度将内部装有熔融合金液的铸型从保温炉体中移出或将炉体移离该铸型。根据该方法的特点，要求铸型需要在高温下保持较长时间而不破裂，同时还要求铸型能够承受一定的热冲击。定向凝固工艺在高温合金叶片的生产中应用得较多，用于高温合金定向凝固的型壳能很好地满足上述要求。不过，由于高温合金叶片形状复杂，该型壳都为一次性使用而设计的。定向凝固磁性合金通常做成圆棒状，从圆棒状合金加工成带窗口的薄片通常包括以下步骤，将圆棒加工成方棒，在方棒中间加工出所要求形状的窗口，然后通过切片工艺将其切割成薄片。通过此法加工成的薄片，保留了定向凝固合金高的磁致伸缩性能，不过其工艺流程较长，成本高。在定向凝固过程中，型壳都为一次性使用的高耗费品，这不仅会进一步增加最后产品的成本，而且还会产生大量的耐火材料废料。鉴于用于某些材料定向凝固的型壳内腔简单而规则，可在不破坏型壳的前提下将铸件脱模，因此，可以将模壳重复使用而降低产品成本。不过，由于当前的模壳都是为一次性使用设计的，往往使用一次后表面就出现较大裂缝，无法继续使用。此外，为了防止型壳在使用过程中部分发生脱落，少数型壳在制作过程中会缠绕一层合金丝进行加固，这种型壳虽然能有效防止型壳部分发生脱落，但由于金属丝与型壳耐火材料之间结合力差，与金属丝呈较大角度的裂纹一旦产生，金属丝也难以阻止裂纹的扩展，无法实现型壳的多次重复使用。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种用于定向凝固的，内腔形状规则、简单的，可多次重复使用的型壳，从而可降低生产成本、减少耐火材料废料的产生。按照本实用新型提供的技术方案，用于定向凝固的可多次重复使用的型壳包括上下连接成一体的浇口和成型壳体，浇口和成型壳体内设有连通的型腔，型腔的开口位于浇口上端,其特征是:所述成型壳体包括由内向外依次连接的壳体内层、壳体复合层和壳体外层。壳体复合层包括若干个基层和覆盖在基层上的耐火层。进一步的，所述基层为网状。所述浇口横截面为圆形。所述成型壳体横截面为矩形。本实用新型与已有技术相比具有以下优点:本实用新型结构简单、紧凑，合理；内腔形状规则，可多次重复使用，从而可降低生产成本、减少耐火材料废料的产生。
图1为本实用新型结构示意图。图2为成型壳体截面图。附图标记说明:1-烧口、2-成型壳体、3-壳体内层、4-壳体复合层、5-壳体外层、6-型腔。
具体实施方式
下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述:如图f 2所示，本实用新型主要包括上下连接成一体的浇口 I和成型壳体2。浇口I和成型壳体2内设有连通的型腔6，型腔6的开口位于浇口 I上端。所述成型壳体2包括由内向外依次连接的壳体内层3、壳体复合层4和壳体外层
5,壳体内层3和壳体外层5米用耐火材料制作。壳体复合层4包括若干个基层和覆盖在基层上的耐火层，基层为网状，采用铁铬铝、镍基高温合金或铌合金材料制作，其熔点高于型壳使用温度50°C以上。耐火层采用耐火材料制作。所述浇口 I横截面为圆形，浇口 I采用耐火材料制作。所述成型壳体2横截面为矩形。本实用新型在使用时，金属熔液通过浇口 I进入成型壳体2内，成型壳体2作为使合金成型的外壳。若壳体内层3和壳体外层5产生裂纹时，其临近的壳体复合层4能有效地阻止裂纹的扩展，而微小的非穿透性的裂纹不会造成合金液定向凝固过程中的跑火现象，故本实用新型可多次用于对表面质量和尺寸精度要求不高的材料的定向凝固。
权利要求1.一种用于定向凝固的可多次重复使用的型壳，包括上下连接成一体的浇口(I)和成型壳体(2)，浇口(I)和成型壳体(2)内设有连通的型腔(6)，型腔(6)的开口位于浇口(I)上端，其特征是:所述成型壳体(2)包括由内向外依次连接的壳体内层(3)、壳体复合层(4)和壳体外层(5);壳体复合层(4)包括若干个基层和覆盖在基层上的耐火层。
2.如权利要求1所述的用于定向凝固的可多次重复使用的型壳，其特征是:所述基层为网状。
3.如权利要求1所述的用于定向凝固的可多次重复使用的型壳，其特征是:所述浇口(I)横截面为圆形。
4.如权利要求1所述的用于定向凝固的可多次重复使用的型壳，其特征是:所述成型壳体(2)横截面 为矩形。
专利摘要本实用新型涉及一种用于定向凝固的可多次重复使用的型壳。其包括上下连接成一体的浇口和成型壳体，浇口和成型壳体内设有连通的型腔，型腔的开口位于浇口上端，成型壳体包括由内向外依次连接的壳体内层、壳体复合层和壳体外层。壳体复合层包括若干个基层和覆盖在基层上的耐火层。本实用新型结构简单、紧凑，合理；内腔形状规则，可多次重复使用，从而可降低生产成本、减少耐火材料废料的产生。
文档编号B22C9/02GK203091672SQ20132000652
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者李祖荣, 李纪恒, 张茂才, 肖锡铭 申请人:无锡正一生源科技有限公司