一种低熔点金属高通量熔炼装置的制作方法

本实用新型公开一种低熔点金属高通量熔炼装置，属于金属熔炼技术领域。

背景技术：

对于目前材料的高通量制备技术与设备，较为常用的制备技术包括：扩散多元节法、共沉积法、物理掩模法、喷涂合成法、微流控合成法等，但是对于块体材料的高通量制备技术极为有限，并存在着制备效率低下、三元及三元以上的合金制备极为困难，且相关设备较少，难以实现大规模的生产，且对于多元合金的生产还具有一定难度。对于传统的合金熔炼生产，多采用单一种类和小规模的生产，对于同一台设备生产的多为成分均一的合金，难以实现在短时间内生产出数量和种类较多的合金，且需要耗费大量的能源，需要大量的人为操作，导致设备占地面积大，生产成本高，生产效率低下，无法在短时间内生产出较多种类和数目的合金。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种低熔点金属高通量熔炼装置，该装置结构简单，成本低，操作简便，需要极少的人力，耗能少，可生产成分和种类各不相同的合金，从而实现了块体金属材料的高通量生产；本实用新型所述装置包括传动电机1、升降电机2、外壳体3、搅拌棒托盘固定柱4、搅拌棒托盘5、搅拌棒6、坩埚托盘7、加热电阻丝8、坩埚ⅰ9、坩埚固定槽10，升降杆固定装置11、炉门12、齿轮ⅰ15、齿轮ⅱ16、锥齿轮ⅰ17、锥齿轮ⅱ18、轴ⅰ19、坩埚ⅱ20、固定块ⅰ22、轴ⅱ23、炉体24、固定块ⅱ25；

搅拌棒托盘5为矩型结构，置于炉体24上方，搅拌棒托盘5内设有两个固定块ⅰ22，固定块ⅰ22中部设有圆孔，轴ⅰ19穿过圆孔通过固定块ⅰ22支撑；传动电机1固定在搅拌棒托盘5顶部，传动电机1的转动轴与齿轮ⅰ15连接，齿轮ⅰ15与齿轮ⅱ16啮合，齿轮ⅱ16穿过轴ⅰ19，轴ⅰ19上还设有多个锥齿轮ⅰ17，锥齿轮ⅰ17与锥齿轮ⅱ18啮合，锥齿轮ⅱ18置于搅拌棒托盘5上，搅拌棒6穿过搅拌棒托盘5和炉体24顶部与锥齿轮ⅱ18连接，搅拌棒6长短不一，分别伸入到坩埚ⅱ20和坩埚ⅰ9内，传动电机1的转动带动搅拌棒6转动；

外壳体3顶部设有两个固定块ⅱ25，固定块ⅱ25中部设有圆孔，轴ⅱ23穿过圆孔，通过固定块ⅱ25固定，升降电机2与轴ⅱ23连接，轴ⅱ23上设有两根钢丝，钢丝末端与搅拌棒托盘5连接，升降电机2转动带动搅拌棒托盘5沿搅拌棒托盘固定柱4上升和下降，拌棒托盘固定柱4固定在外壳体3顶部；

炉体24位于外壳体3内部，炉体24顶部设有供搅拌棒6穿过的孔，炉体24四个侧壁上设有加热电阻丝8，炉体24内部设有坩埚托盘7，坩埚托盘7固定在炉体24的内侧壁上，坩埚托盘7上对应设有孔，供搅拌棒6穿过，坩埚托盘7上设有多个坩埚固定槽10，坩埚ⅱ20置于坩埚固定槽10内；炉体24底部也设有坩埚固定槽10，坩埚ⅰ9置于坩埚固定槽10内，坩埚ⅱ20与坩埚ⅰ9交错放置。

优选的，本实用新型所述搅拌棒6下面设有搅拌叶片21，坩埚ⅰ9对应的搅拌棒6为两段式结构，当搅拌叶片不能使用时，更换下段搅拌棒即可。

优选的，本实用新型所述坩埚托盘7上放置1-4个容积为100-500ml的坩埚，托盘上有四个孔，用于供下层搅拌棒穿过。

优选的，本实用新型所述外壳体3上设有抽真空孔13和通气孔14，整个熔炼过程可在空气、真空或保护气氛之下进行。

优选的，本实用新型所述坩埚托盘7顶部设有钢丝绳末端连接孔26。

优选的，本实用新型所述搅拌棒托盘固定柱4为圆柱形结构，搅拌棒托盘5的两端设有圆孔，搅拌棒托盘固定柱4穿过圆孔，从而实现搅拌棒托盘5沿着搅拌棒托盘固定柱4上下移动。

本实用新型的使用过程如下：

炉膛中的各个坩埚中根据需求放置不同的原料，放置的原料或为纯金属，或为合金，且各坩埚中原料熔点要相近；电阻炉进行加热后所有的坩埚均受热，至全部坩埚中的原料熔融，并根据需求在炉体外部操作盘上调节搅拌装置的上下位置来进行熔体的搅拌，并根据需求对熔体进行保温，最后熔炼完成对各坩埚的熔体进行浇注。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型所述装置解决了多元合金块体材料高通量制备困难、空间占用大、生产效率低、人力与能源耗费大、生产成本高的问题；该装置结构简单，成本低，操作简便，需要极少的人力，耗能少，可生产成分和种类各不相同的合金，从而实现了块体金属材料的高通量生产。

(2)本实用新型所述装置实现了三元及以上合金的高通量制备，设备结构简单，无需太多人工操作，搅拌装置的旋转为自动式，过程精度高；设备操作简便，占地面积小；极大提高劳动生产率。

(3)本实用新型所述装置增加了一次性熔炼样品的数量，托盘上的坩埚固定槽尺寸不一，从而可以放置不同尺寸的坩埚；并且可根据实际需求在此设备基础上，再增加一排坩埚及搅拌棒，从而增加同时熔炼样品的数量，达到高通量熔炼的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图：

图2为本实用新型的侧视图：

图3为本实用新型的搅拌棒托盘俯视图。

图中：1-传动电机；2-升降电机；3-外壳体；4-搅拌棒托盘固定柱；5-搅拌棒托盘；6-搅拌棒；7-坩埚托盘；8-加热电阻丝；9-坩埚ⅰ；10-坩埚固定槽，11-升降杆固定装置；12-炉门；13-抽真空孔；14-通气孔；15-齿轮ⅰ；16-齿轮ⅱ；17-锥齿轮ⅰ；18-锥齿轮ⅱ；19-轴ⅰ；20-坩埚ⅱ；22-固定块ⅰ；23-轴ⅱ；24-炉体；25-固定块ⅱ；26-钢丝绳末端连接孔。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本实用新型进行详细地说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

一种低熔点金属高通量熔炼装置，该装置结构简单，成本低，操作简便，需要极少的人力，耗能少，可生产成分和种类各不相同的合金，从而实现了块体金属材料的高通量生产；本实用新型所述装置包括传动电机1、升降电机2、外壳体3、搅拌棒托盘固定柱4、搅拌棒托盘5、搅拌棒6、坩埚托盘7、加热电阻丝8、坩埚ⅰ9、坩埚固定槽10，升降杆固定装置11、炉门12、齿轮ⅰ15、齿轮ⅱ16、锥齿轮ⅰ17、锥齿轮ⅱ18、轴ⅰ19、坩埚ⅱ20、固定块ⅰ22、轴ⅱ23、炉体24、固定块ⅱ25；搅拌棒托盘5为矩型结构，置于炉体24上方，搅拌棒托盘5内设有两个固定块ⅰ22，固定块ⅰ22中部设有圆孔，轴ⅰ19穿过圆孔通过固定块ⅰ22支撑；传动电机1固定在搅拌棒托盘5顶部，传动电机1的转动轴与齿轮ⅰ15连接，齿轮ⅰ15与齿轮ⅱ16啮合，齿轮ⅱ16穿过轴ⅰ19，轴ⅰ19上还设有多个锥齿轮ⅰ17，锥齿轮ⅰ17与锥齿轮ⅱ18啮合，锥齿轮ⅱ18置于搅拌棒托盘5上，搅拌棒6穿过搅拌棒托盘5和炉体24顶部与锥齿轮ⅱ18连接，搅拌棒6长短不一，分别伸入到坩埚ⅱ20和坩埚ⅰ9内，传动电机1的转动带动搅拌棒6转动；外壳体3顶部设有两个固定块ⅱ25，固定块ⅱ25中部设有圆孔，轴ⅱ23穿过圆孔，通过固定块ⅱ25固定，升降电机2与轴ⅱ23连接，轴ⅱ23上设有两根钢丝，钢丝末端与搅拌棒托盘5连接，升降电机2转动带动搅拌棒托盘5沿搅拌棒托盘固定柱4上升和下降，拌棒托盘固定柱4固定在外壳体3顶部；搅拌棒托盘固定柱4为圆柱形结构，搅拌棒托盘5的两端设有圆孔，搅拌棒托盘固定柱4穿过圆孔，从而实现搅拌棒托盘5沿着搅拌棒托盘固定柱4上下移动；炉体24位于外壳体3内部，炉体24顶部设有供搅拌棒6穿过的孔，炉体24四个侧壁上设有加热电阻丝8，炉体24内部设有坩埚托盘7，坩埚托盘7固定在炉体24的内侧壁上，坩埚托盘7上对应设有孔，供搅拌棒6穿过，坩埚托盘7上设有多个坩埚固定槽10，坩埚ⅱ20置于坩埚固定槽10内；炉体24底部也设有坩埚固定槽10，坩埚ⅰ9置于坩埚固定槽10内，坩埚ⅱ20与坩埚ⅰ9交错放置。

本实施例所述搅拌棒6下面设有搅拌叶片21，坩埚ⅰ9对应的搅拌棒6为两段式结构，可根据实际需要更换。

本实施例所述坩埚托盘7上放置4个容积为300ml的坩埚，托盘上有四个孔，用于供下层搅拌棒穿过。

本实施例所述外壳体3上设有抽真空孔13和通气孔14，整个熔炼过程可在空气、真空或保护气氛之下进行。

本实施例所述坩埚托盘7顶部设有钢丝绳末端连接孔26。

具体实施方式一：

将第一层的4个容积均为300ml的坩埚中全部加入sn-9zn-1bi金属混合粉体，粉体均为200ml，第二层4个容积均为300ml的坩埚中全部加入sn-9zn-3ag金属混合粉体，粉体均为200ml，将电阻炉的炉温设置为400℃，保温25分钟，控制电动搅拌装置操作盘，以调节搅拌棒的高度，对两层的熔体进行搅拌确保成分均匀，随后熔炼结束，分别浇注得到sn-9zn-1bi合金块体材料、sn-9zn-3ag合金块体材料，实现了sn-zn系合金块体材料的高通量制备。

具体实施方式二：

将第一层的4个容积均为300ml的坩埚中放入sn-9zn金属混合粉体于两个坩埚中，sn-9zn-3ag金属混合粉体放入另两个坩埚中，第二层的4个容积均为300ml的坩埚中加入sn-9zn-3cu金属混合粉体于两个坩埚中，sn-9zn-1bi金属混合粉体放入另两个坩埚中，加入量均为200ml，将电阻炉的炉温设置为550℃，保温30min，期间调节操作盘以控制电动搅拌装置的升降，对熔体进行搅拌以确保成分均匀，熔炼结束，对各个坩埚分别进行浇注，最终得到sn-zn系合金块体，实现了sn-zn系合金块体材料的高通量制备。

上述发明仅为本实用新型构思下的基本说明，而依据本实用新型的技术方案所做的任何等效变换，均应属于本实用新型的保护范围。