熔炼中间包的制作方法

本实用新型涉及3D打印增材制造和粉末冶金技术领域，具体涉及一种熔炼中间包。

背景技术：

金属粉末是材料产业的重要分支，利用金属粉末，可以制备出高性能的金属构件。近年来，随着3D打印技术的发展，工业领域对金属粉末的需求更为迫切。目前，高压气雾化法是制备3D打印金属粉末的常规方法之一，带有坩埚的高压气雾化具有设备投入小、单炉产量高、生产成本相对较低的特点，适用于大部分金属粉末的制备。高压气雾化法制备的金属粉末是一种小束流破碎制粉的技术，获得均匀稳定且连续的小束流对这种技术的金属粉末制备至关重要。

采用具有中间包坩埚+导流管复合结构的中间包系统是获得小束流的有效方法，因采用同种材质一体成型方法制作这种中间包系统成本较高，实际生产中一般将不同材质的中间包坩埚和导流管利用耐高温粘结剂粘结成型，烘干去水后使用。但由于液态金属比重大，液流下落时对中间包系统冲刷和下拽作用十分强烈，加之液态金属温度高，小束流状态下金属液下流时间比较长，金属液在中间包系统中停留的时间长，对中间包系统热影响时间长，不同材质粘结的中间包系统热膨胀系数不一致，受热膨胀量不同。因此，在液流冲刷和受热膨胀共同作用下，容易在导流管和中间包之间的粘结部位产生缝隙，甚至直接造成导流管脱落，形成“漏液”，进而烧损雾化器及设备，严重时会引发安全事故。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的是现有的熔炼中间包的导流管的粘结缝容易开裂，甚至造成导流管脱落的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种熔炼中间包，该熔炼中间包包括导流管、支撑套、第二加热部件、第三加热部件、中间包坩埚和包设在所述中间包坩埚的侧部和底部外的第一加热部件；所述第二加热部件用于对所述中间包坩埚内的金属液形成加热；所述导流管的顶部与所述中间包坩埚的底部连通、底部穿出所述第一加热部件，所述第三加热部件用于对所述导流管内的金属液形成加热；所述支撑套包设在所述导流管的侧部之外，所述支撑套的顶部与所述第一加热部件连接、底部设有向内延伸的第一台阶，所述第一台阶用于对所述导流管的底部形成支撑。

优选的，所述支撑套的顶部与所述第一加热部件一体成型连接。

优选的，所述第一加热部件与所述支撑套接触的部分设有第二台阶，所述支撑套的上部设有向外凸起的支撑部，所述第二台阶用于对所述支撑部形成支撑。

优选的，所述支撑套的材质与所述第一加热部件的材质相同。

优选的，所述中间包坩埚与所述导流管一体成型连接。

优选的，所述中间包坩埚的材质为刚玉，所述导流管的材质为氧化硼。

优选的，所述导流管通过耐高温粘结剂与所述中间包坩埚粘接。

优选的，所述耐高温粘结剂包括氮化硼或刚玉。

优选的，所述支撑套由石墨材料制成。

优选的，所述第一加热部件由石墨材料制成。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种熔炼中间包，通过在中间包坩埚下方连通的导流管外设置支撑套，使该支撑套的顶部与第一加热部件连接，并在支撑套的底部设置向内延伸的第一台阶，利用该第一台阶对导流管的底部形成支撑，由此在熔炼过程中对导流管形成稳定的支撑，防止导流管因金属液的下压力而与中间包坩埚之间的粘结的部位产生开裂，更不会造成导流管的脱落，避免漏液的发生。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种熔炼中间包的示意图；

图2是本实用新型实施例的一种熔炼中间包的分解图。

图中：

1、中间包坩埚；2、第一加热部件；2-1、第二台阶；3、保温层；4、第二加热部件；5、导流管；6、支撑套；7、第三加热部件；5-1、出液孔；6-1、支撑部；6-2、第一台阶。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种熔炼中间包，包括导流管5、支撑套6、中间包坩埚1和包设在中间包坩埚1的侧部和底部外的第一加热部件2；该中间包坩埚1的顶部具有开口、内部具有大体呈圆柱状的空腔，用于接收由熔炼坩埚浇注下来的熔融金属液；第一加热部件2外设有第二加热部件4，第二加热部件4用于加热中间包坩埚1内的金属液，在第二加热部件4与第一加热部件2之间还可以设置保温层3；中间包坩埚1的底部设有出液孔5-1，导流管5的顶部插入到该出液孔5-1中、并通过主要成分包括氮化硼或刚玉等耐高温粘结剂与中间包坩埚1粘接，粘结完成后进行烘干处理，确保粘结缝内各种形式的水充分蒸发，以此与中间包坩埚1连通；导流管5的底部穿出第一加热部件2，穿出第一加热部件2之外的部分导流管5的外部还设有第三加热部件7，第三加热部件7用于对导流管5中的金属液形成加热。

此外，支撑套6包设在导流管5的侧部之外，支撑套6为整体呈筒状结构，其顶部与第一加热部件2连接；支撑套6的底部设有向内延伸的第一台阶6-2，由于支撑套6为筒状，故该第一台阶6-2可为环形凸台状，第一台阶6-2用于对导流管5的底部形成支撑。

在熔炼过程中，首先将熔炼坩埚内的金属液浇注到中间包中，利用导流管5与熔融金属液之间的温差使流入到导流管5中的熔融金属液冷却、并滞留和封堵在导流管5中；加热中间包坩埚1内的金属液至熔化均匀和稳定后，再对导流管5内部的金属液进行加热，使导流管5形成射流，由此形成均匀、连续的小束流，从而利于后续的破碎制粉过程，可获得高质量的金属粉末。

由上可知，为最终获得均匀、连续的小束流，前提是需要在中间包坩埚1内储蓄一定量的金属液，待将这部分金属液加热至熔化均匀和稳定后才由导流管5射流出，但这样具有一定液位高度的熔融金属液就会对导流管5形成很大的压力。而由于导流管5外支撑套6的存在，所以对金属液下压的反作用力不仅来源于导流管5与中间包坩埚1之间的粘结力，更多的还来源于支撑套6底部第一台阶6-2的支撑，由此可以防止导流管5与中间包坩埚1之间的粘结的部位产生开裂，更不会造成导流管5的脱落，避免漏液的发生。

其中，第二加热部件4为感应加热部件，如感应线圈等；第三加热部件7可以是感应加热部件，也可以是电阻加热等直接导热的加热部件，第二加热部件4和第三加热部件7的功能仅是加热，只要达到快速加热要求即可。而第一加热部件2和支撑套6优选为石墨材料，可以起到一定的保温蓄热功能，且石墨升温降温速度慢，有利于中间包坩埚内金属液的均匀熔炼。石墨的加热功能是由感应或电阻加热实现的，也即石墨被感应或电阻加热，再对中间包坩埚、导流管加热，也可以说是传热。

另外，支撑套6的顶部可与第一加热部件2一体成型连接，当然出于节约加工成本考虑，支撑套6与第一加热部件2优选采用分体式结构。具体可以在第一加热部件2与支撑套6接触的部分设置第二台阶2-1，并在支撑套6的上部设置向外凸起的支撑部6-1，第二台阶2-1用于对支撑部6-1形成支撑，由此实现支撑套6与第一加热部件2之间的连接。

支撑套6的材质优选与第一加热部件2的材质相同，例如均采用石墨材质制成，这样热膨胀系数相同，彼此不容易产生缝隙，且被加热后还具有一定的蓄热功能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。