专利名称：用于稀土镁合金熔炼的合金化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于稀土镁合金熔炼的合金化装置。
背景技术：
目前对于稀土镁合金的熔炼以真空感应炉或传统镁合金熔炼炉为所用设备，其内部坩埚及搅拌桨等装置所采用材料为耐高温合金钢，造成所获得稀土镁合金中会引入杂质元素，影响稀土镁合金产品品质；同时因金属镁与稀土金属之间的密度存在较大差异，传统的熔炼搅拌方式造成合金中存在较明显的偏析情况，合金成分不均一。综合以上所述，如何研发一种适应于稀土镁合金特殊熔炼要求的可显著改善合金中元素偏析现象的熔炼装置成为亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决现有稀土镁合金熔炼设备的上述不足之处，提供一种适用于稀土镁合金熔炼的新型合金化装置。本实用新型利用利用钛合金与稀土元素之间无合金化的特点避免杂质的引入而污染合金产品，在搅拌桨的旋转轴上设置钛合金的网状容器，将稀土镁合金熔炼的原料稀土与镁分隔开，有效地避免稀土镁合金中引入熔炼坩埚及搅拌桨材料的合金中的杂质元素，使得所炼的合金在稀土镁合金熔炼温度范围内具备较高的合金强度。本实用新型涉及一种用于稀土镁合金熔炼的合金化装置，具有搅拌轴(I)，搅拌轴(I)上设有桨叶(3)，其特征在于，搅拌轴(I)的桨叶(3)上方还设置有网状容器部件。优选地，所述网状容器部件包括多个网状容器(2)，这些网状容器(2)通过搅拌轴(I)上的连接臂(4)固 定在 搅拌轴(I)周围。优选地，所述网状容器部件包括单个网状容器(2)，该网状容器的底部穿过搅拌轴(I)固定在搅拌轴上。优选地，所述网状容器⑵上部开口。优选地，所述网状容器(2)为钛合金的网状容器⑵。优选地，所述网状容器(2)为耐高温钛合金的网状容器⑵。优选地，所述搅拌轴⑴和网状容器(2)均为耐高温钛合金的网状容器⑵。优选地，所述网状容器(2)的网的孔径为6_8mm。优选地，所述网状容器(2)为圆筒状。优选地，所述圆筒的直径为其所应用的熔炼工艺的熔炼用坩埚的直径的50 90%。优选地，所述圆筒的直径为其所应用的熔炼工艺的熔炼用坩埚的直径的80%。优选地，所述合金化装置的所有部件均为钛合金部件。优选地，所述合金化装置的所有部件均为耐高温钛合金部件。合金化装置本实用新型可适用于合金的熔炼过程，将容易引入杂质的一种原料与其余原料分隔开，进行反应，然而要保证反应为固液反应，并且生成的产品为液体，这样可达到避免杂质引入的效果。本实用新型尤其适用于稀土镁合金的熔炼过程，包括新用设备的制造及旧型设备的改造。其可用于熔炼稀土镁合金种类有镧系、铈系、镨系、钕系、钐系、箱系、礼系、铺系。使用本实用新型的合金化装置进行搅拌混合后，合金元素在稀土镁合金的熔炼过程中充分合金化，合金中元素偏析情况显著改善；在熔炼过程中无杂质元素引入合金当中，合金品质优秀；在经过长时间的熔炼过程后，合金底部残渣较少，后期坩埚清理较为容易。
图1为本实用新型的稀土镁合金用合金化装置的具有一个网状容器的具体实施方式
的结构示意图的主视图。图2为以本实用新型的稀土镁合金用合金化装置的具有四个网状容器的具体实施方式
的结构示意图的俯视图。图3为以本实用新型的稀土镁合金用合金化装置的具有四个网状容器的具体实施方式
的结构示意图的主视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的用于稀土镁合金熔炼的合金化装置的优选实施例进行详细说明。本实用新型的合金化装置可用于任意固液反应，并且得到液体的熔炼反应。以稀土镁合金熔炼合金化装置为例，本实用新型的合金化装置示意图中，全新设计而制造出的专用于稀土镁合金熔炼的合金化 装置，其搅拌轴I上，如一般的搅拌桨一样，下部设置有多个桨叶3，桨叶的上方固定有网状容器部件，该网状容器部件包括一个或多个网状容器2。网状容器2上部可开口，便于反应原料装入，反应原料均可通过重力作用向下运动，最终流入坩埚底部。网状容器2的材质为钛合金，优选采用耐高温钛合金，原因是其不易与稀土元素发生反应。网状容器2的孔径尺寸小于稀土原料的粒径，例如稀土原料利用孔径Icm的剪切机进行剪切，那么网状容器应当设置孔径为6 8_。网状容器2可为各种形状，优选圆筒状，该圆筒的直径优选为坩埚直径的50 90 %左右，优选80 %，利于充分与坩埚内的镁原料相接触。作为一种具体的实施方式，该网状容器部件只包含一个网状容器2 (如图1所示)，那么该网状容器2的底部穿过搅拌轴I并固定在搅拌轴I上，网状容器2与搅拌轴则应当使用同种材料，即钛合金材料，优选耐高温钛合金材料。作为一种具体的实施方式，该网状容器部件包含多个网状容器2(如图2所示)，网状容器2通过搅拌轴I上的连接臂4固定在搅拌轴周围，例如图2和图3所示的网状容器部件包括四个网状容器2，则利用焊接固定在搅拌轴I上的四个连接臂4固定连接所述网状容器2。[0032]无论是多个网状容器2的还是单个网状容器2的具体实施方式
，考虑到相同材料的固定连接较容易，所有材料也都可以选择钛合金的，优选耐高温钛合金材料，包括搅拌轴1，桨叶3，网状容器2，连接臂4。稀土镁合金熔炼反应时，将合金物料中的稀土加入网状容器2内，由于钛合金材质的网状容器2将稀土元素与镁元素分隔开，这样就避免了在稀土镁合金的熔炼过程中将坩埚和搅拌桨中的金属杂质引入稀土元素，确保合金化的充分及避免杂质元素的引入，从而获得组分均一，合金化充分的高品质稀土镁合金产品。熔炼温度恰好在稀土元素的熔点与稀土镁的合金的熔点之间，700 850°C，即熔炼反应前的稀土元素是固体，镁元素是液体，方便充分接触，而熔炼后的稀土镁合金为液体，可以流出网状容器进入坩埚内。稀土镁合金包括稀土镁合金和稀土镁锆合金，稀土元素可以选自任意可与镁形成合金的稀土元素，例如铈镁锆三元合金，WE系耐热稀土镁应用合金(钕、钇及锆)，镧镁中间合金，镁钆锆三元合金，其中，锆原料与稀土原料一起置于钛合金材质的网状容器内。实施例:在用该合金化装置进行稀土镁合金熔炼时，将如图1所示的搅拌轴上具有一个直径为800mm的圆筒状的网状容器2、两组桨叶3的搅拌桨，置于直径为IOOOmm的铁坩埚的中心位置嵌入放置，将坩埚烧至700°C，在坩埚中加入固态金属镁熔化为液态，网状容器2由耐高温钛合金(T4钛合金，宝钛集团有限公司)制成，上部开口，在其中加入固态金属铈及金属锆，搅拌进行熔炼反应，反应后生产液态铈镁锆三元合金。最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，而不是对本实用新型技术方案的限定，任何对本实用新`型的所做的等同替换，仍在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.合金化装置用于稀土镁合金熔炼的合金化装置，具有搅拌轴(1)，搅拌轴(I)上设有桨叶(3)，其特征在于，搅拌轴(I)的桨叶(3)上方还设置有网状容器部件。
2.如权利要求1所述的合金化装置，其特征在于，所述网状容器部件包括多个网状容器(2)，这些网状容器(2)通过搅拌轴(I)上的连接臂(4)固定在搅拌轴(I)周围。
3.如权利要求1所述的合金化装置，其特征在于，所述网状容器部件包括单个网状容器(2)，该网状容器的底部穿过搅拌轴(I)并固定在搅拌轴上。
4.如权利要求2或3所述的合金化装置，其特征在于，所述网状容器(2)上部开口。
5.如权利要求2或3所述的合金化装置，其特征在于，所述网状容器(2)为钛合金的网状容器⑵。
6.如权利要求5所述的合金化装置，其特征在于，所述网状容器(2)为耐高温钛合金的网状容器⑵。
7.如权利要求3所述的合金化装置，其特征在于，所述搅拌轴(I)和网状容器(2)均为耐高温钛合金的网状容器(2)。
8.如权利要求2或3所述的合金化装置，其特征在于，所述网状容器(2)的网的孔径为6-8mm。
9.如权利要求2或3所述的合金化装置，其特征在于，所述网状容器(2)为圆筒状。
10.如权利要求9所述的合金化装置，其特征在于，所述圆筒的直径为其所应用的熔炼工艺的熔炼用坩埚的直径的50 90%。
11.如权利要求10所述的合金化装置，其特征在于，所述圆筒的直径为其所应用的熔炼工艺的熔炼用坩埚的直径的80 %。
12.如权利要求1所述的合金化装置，其特征在于，所述合金化装置的所有部件均为钛合金部件。
13.如权利要求12所述的合金化装置，其特征在于，所述合金化装置的所有部件均为耐高温钛合金部件。
专利摘要本实用新型涉及一种用于稀土镁合金熔炼的合金化装置，具有搅拌轴(1)，搅拌轴(1)上设有桨叶(3)，其特征在于，搅拌轴(1)的桨叶(3)上方还设置有网状容器部件。使用本实用新型的搅拌装置后，合金元素在稀土镁合金的熔炼过程中充分合金化，合金中元素偏析情况显著改善；在熔炼过程中无杂质元素引入合金当中，合金品质优秀；在经过长时间的熔炼过程后，合金底部残渣较少，后期坩埚清理较为容易。
文档编号C22C1/02GK203096150SQ20132010363
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者陈国华, 王小青, 胡文鑫, 杨正华, 侯复生, 冯和云 申请人:包头稀土研究院