CN104308134A - 高周波真空感应熔融装置及用其熔融非晶合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产非晶合金的熔炼技术领域，特别是涉及高周波真空感应熔融装置及用其熔融非晶合金的方法，高周波真空感应熔融装置，包括熔融室、材料供给室、追加装料室、模具室和冷却室五个独立腔室，以及往返于熔融室和模具室的模具装置；材料供给室、追加装料室和模具室分别与熔融室连接、且均采用阀门隔离；模具室与冷却室之间连接有出气管和入气管；冷却室设置有热交换机；熔融室设置有坩埚熔炉装置、高温计和热电偶；熔融室、材料供给室、追加装料室和模具室均分别连接有真空装置。该熔融装置能够节约能源，且使模具的冷却速度快。本发明的熔融非晶合金的方法，能使得原材料熔融混合均匀，避免出现偏析现象，且熔融速度快，从而提高生产效率。

Description

高周波真空感应熔融装置及用其熔融非晶合金的方法
技术领域
本发明涉及生产非晶合金的熔炼技术领域，特别是涉及高周波真空感应熔融装置及用其熔融非晶合金的方法。
背景技术
非晶合金因具有强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性、软磁性和超导性等方面的优良特性，其在电子、机械、化工等领域都得到了广泛应用。
目前，非晶合金的熔炼大多是通过高周波真空感应熔融装置进行量产的。现有技术中的高周波真空感应熔融装置的结构包括熔融室、材料供给室和模具冷却室，现有技术的高周波真空感应熔融装置存在如下的缺陷：（1）模具冷却室用于浇注了熔汤后的模具的冷却，该模具冷却室里面安装有热交换机，由于该模具冷却室既要容纳模具又要安装热交换机，使得该模具冷却室的占用空间比较大，因而在模具冷却的过程中，需要耗费更多的能源，从而造成能源耗费大；另外，由于热交换机直接安装在模具冷却室中，不利于热量的交换，从而使得模具冷却室的冷却速度比较慢；（2）当原材料由材料供给室输入到熔融室后，在原材料熔融完成后，出汤前需要利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量是否准确，如果熔汤的材料成分含量准确便可以直接出汤；如果熔汤的材料成分不准确（这可能是由于原材料称重异常、作业过程异常或其它异常等原因造成），这种情况下，现有技术是利用材料供给室往熔融室中投入少量原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确，然而，由于所补充的原材料为少量，现有技术难以利用材料供给室往熔融室投入少量原材料，从而不便于调配熔汤的材料成分含量；（3）利用现有技术的高周波真空感应熔融装置进行熔融原材料时，由于温度控制不够理想，往往容易导致原材料熔融混合不均匀，即出现偏析现象，另外，还会使得熔融速度比较慢，导致生产周期长，从而使生产效率比较低。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有技术中的不足之处而提供冷却速度快，节约能源，且便于在熔融过程中补充原材料的高周波真空感应熔融装置。
本发明的目的之二在于针对现有技术中的不足之处而提供一种原材料熔融混合均匀，熔融速度快的熔融非晶合金的方法。
为达到上述目的之一，本发明通过以下技术方案来实现。
提供高周波真空感应熔融装置，包括熔融室、材料供给室、追加装料室、模具室和冷却室五个独立腔室，以及往返于所述熔融室和所述模具室的模具装置；所述材料供给室、所述追加装料室和所述模具室分别与所述熔融室连接、且均采用阀门隔离；所述模具室与所述冷却室之间连接有出气管和入气管；
所述冷却室设置有热交换机；
所述熔融室设置有用于熔融非晶合金原材料的坩埚熔炉装置；
所述熔融室内还设置有用于检测熔汤温度的高温计和热电偶；
所述熔融室、所述材料供给室、所述追加装料室和所述模具室均分别连接有真空装置；所述熔融室和所述模具室均分别设置有惰性气氛充入装置。
所述坩埚熔炉装置设置有用于搅拌非晶合金熔汤的搅拌机构。
所述坩埚熔炉装置包括炉体和用于将所述炉体内腔的熔汤倒入所述模具装置的倒汤机构；所述炉体的炉壁开设有用于通入冷却液的冷却管道；所述炉体的外壁绕设有用于加热非晶合金原材料的感应线圈。
所述材料供给室、所述追加装料室和所述模具室分别与所述熔融室之间设置有用于平衡压力的旁通管道；所述旁通管道设置有旁通阀。
所述真空装置包括依次连接的回转泵、增压泵和扩散泵。
所述热电偶包括K型热电偶和R型热电偶。
所述模具装置连接有用于驱动所述模具装置往返于所述熔融室和所述模具室的第一驱动机构。
所述材料供给室设置有用于将原材料输入到所述坩埚熔炉装置的第二驱动机构；所述追加装料室设置有用于将原材料输入到所述坩埚熔炉装置的第三驱动机构。
为达到上述目的之二，本发明通过以下技术方案来实现。
提供一种熔融非晶合金的方法，所述熔融非晶合金的方法为利用上述所述的高周波真空感应熔融装置进行熔融非晶合金的方法，它包括以下步骤：
步骤一，所述熔融室抽真空并灌入惰性气氛：将所述熔融室抽气至10-4torr~10-8torr的真空度，然后往所述熔融室灌入占所述熔融室总体积的20%~30%的惰性气氛；
步骤二，平衡所述熔融室和所述材料供给室的压力后，由所述材料供给室往所述熔融室的坩埚熔炉装置输入原材料；
步骤三，原材料的熔融，具体包括如下步骤：
A、装料期熔融：将原材料从所述材料供给室输入到所述坩埚熔炉装置的过程中，利用所述坩埚熔炉装置对原材料进行加热熔融，使原材料的温度由常温达到800℃~900℃，并使原材料完全熔融，得到熔汤；
B、搅拌期熔融：利用所述坩埚熔炉装置的搅拌机构对熔汤进行搅拌熔融，直至熔汤的温度达到1200℃~1300℃后，停止搅拌； 
C、稳定期熔融：冷却熔汤，在冷却的过程中继续进行稳定熔融，直至熔汤的温度达到950℃~1000℃；
步骤四，检测分析熔汤的材料成分含量：利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果熔汤的材料成分含量准确便可以直接出汤；如果熔汤的材料成分不准确，便通过追加装料室往熔融室的坩埚熔炉装置补充投入原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确后再出汤；
步骤五，出汤：先平衡所述熔融室和所述模具室的压力后，将所述模具装置由所述模具室移动到所述熔融室中坩埚熔炉装置的下方后，将所述坩埚熔炉装置的熔汤倒入至模具中；出汤完成后，所述模具装置自动退回到模具室中，并关闭所述熔融室和所述模具室之间的阀门；
步骤六，模具冷却：先往所述模具室中通入惰性气氛，然后启动所述冷却室的热交换机，并打开所述模具室与所述冷却室之间连接的出气管和入气管；所述模具室中的热气体通过所述出气管输入到所述冷却室进行冷却，冷却后的气体再通过所述入气管输回到所述模具室中，从而实现模具的冷却；
步骤七，模具冷却完成后，取出模具室中的模具。
上述技术方案中，所述步骤五中，模具冷却的时间为30分钟~45分钟，模具冷却到的温度为130℃~150℃。
本发明的有益效果：
（1）本发明提供的高周波真空感应熔融装置，由于模具室和冷却室是两个独立的腔室，其中，冷却室中仅设置有热交换机，使得模具装置和热交换机分别处于不同的腔室，从而使得模具室的占用空间小，因而在模具冷却的过程中，能够节约更多的能源，从而避免能源的浪费；另外，由于热交换机是安装在模具室外的冷却室中，利于热量的交换，从而使得模具室中的模具的冷却速度快。
（2）本发明提供的高周波真空感应熔融装置，由于本发明的高周波真空感应熔融装置设置有追加装料室，当原材料熔融完成后，出汤前利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果由于原材料称重异常、作业过程异常或其它异常等原因造成了熔汤的材料成分不准确时，本发明的高周波真空感应熔融装置便能够通过追加装料室往熔融室的坩埚熔炉装置补充投入少量原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确，从而便于调配熔汤的材料成分含量。
（3）本发明提供的一种熔融非晶合金的方法，在利用本发明的高周波真空感应熔融装置进行熔融非晶合金原材料时，由于具体的熔融步骤包括装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融，并且在装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融的过程中配合温度控制，从而使得原材料熔融混合均匀，避免出现偏析现象，另外，还会使得熔融速度快，缩短了生产周期，从而提高了生产效率。
（4）本发明提供的高周波真空感应熔融装置，具有结构简单，能够适用于大规模生产的特点。
（5）本发明提供的一种熔融非晶合金的方法，具有方法简单，能够适用于大规模生产的特点。
附图说明
图1是本发明的高周波真空感应熔融装置的结构示意图。
在图1中包括有：
1——熔融室、
2——材料供给室、
3——追加装料室、
4——模具室、41——出气管、42——入气管、
5——冷却室、
6——模具装置、
7——坩埚熔炉装置、71——炉体、72——倒汤机构、73——感应线圈、
8——高温计、
9——K型热电偶、
10——R型热电偶、
101——阀门、
102——第一驱动机构、
103——第二驱动机构、
104——第三驱动机构。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
特别说明，本发明所使用的“第一”、“第二”和“第三”的方位词是为了更好地列举实施例而作为标记所用，并不能使本发明为此而受到局限。
其中，本发明提及的惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的一种。
实施例1。
见图1。本实施例的高周波真空感应熔融装置，包括熔融室1、材料供给室2、追加装料室3、模具室4和冷却室5五个独立腔室，以及往返于熔融室1和模具室4的模具装置6；材料供给室2、追加装料室3和模具室4分别与熔融室1连接、且均采用阀门101隔离；模具室4与冷却室5之间连接有出气管41和入气管42；在模具冷却的过程中，模具室4中的热气体通过出气管41输入到冷却室5进行冷却，冷却后的气体再通过入气管42输回到模具室4中，从而实现模具的冷却。
其中，冷却室5设置有热交换机；由于热交换机设置于冷却室5中，使得模具装置6和热交换机分别处于不同的腔室，从而使得模具室4的占用空间小，因而在模具冷却的过程中，能够节约更多的能源，从而避免能源的浪费；另外，由于热交换机是安装在模具室4外的冷却室5中，利于热量的交换，从而使得模具室4中的模具的冷却速度快。
其中，熔融室1设置有用于熔融非晶合金原材料的坩埚熔炉装置7；该坩埚熔炉装置7包括炉体71和用于将炉体71内腔的熔汤倒入模具装置6的倒汤机构72；炉体71的炉壁开设有用于通入冷却液的冷却管道；炉体71的外壁绕设有用于加热非晶合金原材料的感应线圈73。
其中，追加装料室3设置于熔融室1的上方，便于由追加装料室3对坩埚熔炉装置7进行追加装料。由于本实施例的高周波真空感应熔融装置设置有追加装料室3，当原材料熔融完成后，出汤前利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果由于原材料称重异常、作业过程异常或其它异常等原因造成了熔汤的材料成分不准确时，本发明便能够通过追加装料室3往熔融室1的坩埚熔炉装置7补充投入少量原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确，从而便于调配熔汤的材料成分含量。当补充原材料熔融后，再次检测分析熔汤的材料成分准确后再出汤。
其中，熔融室1内还设置有用于检测熔汤温度的高温计8和热电偶；其中，热电偶包括K型热电偶9和R型热电偶10。在实际生产的过程中，高温计8用于第一次感知熔汤温度，即用于装料期熔融时测量熔汤温度；K型热电偶9用于第二次感知熔汤温度，即用于搅拌期熔融时测量熔汤温度；R型热电偶10用于第三次感知熔汤温度，即用于稳定期熔融时测量熔汤温度。
其中，熔融室1、材料供给室2、追加装料室3和模具室4均分别连接有真空装置；该真空装置用于对熔融室1、材料供给室2、追加装料室3和模具室4进行抽真空处理。其中，本实施例中，真空装置包括依次连接的回转泵、增压泵和扩散泵。
另外，熔融室1和模具室4均分别设置有惰性气氛充入装置，该惰性气氛冲入装置用于对熔融室1和模具室4进行冲入惰性气氛，其中，惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的一种。
本实施例中，坩埚熔炉装置7设置有用于搅拌非晶合金熔汤的搅拌机构，在搅拌期熔融时，该搅拌机构用于搅拌非晶合金熔汤。
本实施例中，材料供给室2、追加装料室3和模具室4分别与熔融室1之间设置有用于平衡压力的旁通管道；该旁通管道设置有旁通阀。在生产的过程中，当需要打开材料供给室2、追加装料室3和模具室4分别与熔融室1之间的阀门101时，需要先通过旁通阀打开材料供给室2、追加装料室3和模具室4分别与熔融室1之间设置的旁通管道。
本实施例中，模具装置6连接有用于驱动模具装置6往返于熔融室1和模具室4的第一驱动机构102。第一驱动机构102驱动模具装置6进入熔融室1，当坩埚熔炉装置7通过倒汤机构72将炉体71内腔的熔汤倒入模具装置6后，第一驱动机构102驱动模具装置6返回模具室4。
本实施例中，材料供给室2设置有用于将原材料输入到坩埚熔炉装置7的第二驱动机构103；在实际生产的过程中，第二驱动机构103将材料供给室2的原材料驱动掉入坩埚熔炉装置7的炉体71内腔。
本实施例中，追加装料室3设置有用于将原材料输入到坩埚熔炉装置7的第三驱动机构104。在实际生产的过程中，第三驱动机构104将追加装料室3的原材料驱动掉入坩埚熔炉装置7的炉体71内腔。当原材料由材料供给室2输入到熔融室1后，在原材料熔融的过程中，如果需要补充原材料时，该高周波真空感应熔融装置能够利用追加装料室3对坩埚熔炉装置7进行补充原材料。
实施例2。
本实施例的一种熔融非晶合金的方法，其熔融非晶合金的方法为利用实施例1的高周波真空感应熔融装置（参见图1）进行熔融非晶合金的方法，它包括以下步骤：
步骤一，熔融室1抽真空并灌入惰性气氛：将熔融室1抽气至10-4torr的真空度，然后往熔融室1灌入占熔融室1总体积的20%的惰性气氛；其中，本实施例的惰性气氛为氩气；
步骤二，平衡熔融室1和材料供给室2的压力后，由材料供给室2往熔融室1的坩埚熔炉装置7输入原材料；
步骤三，原材料的熔融，具体包括如下步骤：
A、装料期熔融：将原材料从材料供给室2输入到坩埚熔炉装置7的过程中，利用坩埚熔炉装置7对原材料进行加热熔融，使原材料的温度由常温达到850℃，并使原材料完全熔融，得到熔汤；
B、搅拌期熔融：利用坩埚熔炉装置7的搅拌机构对熔汤进行搅拌熔融，直至熔汤的温度达到1250℃后，停止搅拌； 
C、稳定期熔融：冷却熔汤，在冷却的过程中继续进行稳定熔融，直至熔汤的温度达到980℃；
步骤四，检测分析熔汤的材料成分含量：利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果熔汤的材料成分含量准确便可以直接出汤；如果熔汤的材料成分不准确，便通过追加装料室3往熔融室1的坩埚熔炉装置7补充投入少量原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确后再出汤；
步骤五，出汤：先平衡熔融室1和模具室4的压力后，将模具装置6由模具室4移动到熔融室1中坩埚熔炉装置7的下方后，将坩埚熔炉装置7的熔汤倒入至模具中；出汤完成后，模具装置6自动退回到模具室4中，并关闭熔融室1和模具室4之间的阀门101；
步骤六，模具冷却：先往模具室4中通入氩气，然后启动冷却室5的热交换机，并打开模具室4与冷却室5之间连接的出气管41和入气管42；模具室4中的热气体通过出气管41输入到冷却室5进行冷却，冷却后的气体再通过入气管42输回到模具室4中，从而实现模具的冷却；其中，模具冷却的时间为38分钟，模具冷却到的温度为140℃；
步骤七，模具冷却完成后，取出模具室4中的模具。
本实施例2提供的一种熔融非晶合金的方法，在利用实施例1的高周波真空感应熔融装置进行熔融非晶合金原材料时，由于具体的熔融步骤包括装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融，并且在装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融的过程中配合温度控制，从而使得原材料熔融混合均匀，避免出现偏析现象，另外，还会使得熔融速度快，缩短了生产周期，从而提高了生产效率。
实施例3。
本实施例的一种熔融非晶合金的方法，其熔融非晶合金的方法为利用实施例1的高周波真空感应熔融装置（参见图1）进行熔融非晶合金的方法，它包括以下步骤：
步骤一，熔融室1抽真空并灌入惰性气氛：将熔融室1抽气至10-8torr的真空度，然后往熔融室1灌入占熔融室1总体积的30%的惰性气氛；其中，本实施例的惰性气氛为氮气；
步骤二，平衡熔融室1和材料供给室2的压力后，由材料供给室2往熔融室1的坩埚熔炉装置7输入原材料；
步骤三，原材料的熔融，具体包括如下步骤：
A、装料期熔融：将原材料从材料供给室2输入到坩埚熔炉装置7的过程中，利用坩埚熔炉装置7对原材料进行加热熔融，使原材料的温度由常温达到800℃，并使原材料完全熔融，得到熔汤；
B、搅拌期熔融：利用坩埚熔炉装置7的搅拌机构对熔汤进行搅拌熔融，直至熔汤的温度达到1200℃后，停止搅拌； 
C、稳定期熔融：冷却熔汤，在冷却的过程中继续进行稳定熔融，直至熔汤的温度达到950℃；
步骤四，检测分析熔汤的材料成分含量：利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果熔汤的材料成分含量准确便可以直接出汤；如果熔汤的材料成分不准确，便通过追加装料室3往熔融室1的坩埚熔炉装置7补充投入少量原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确后再出汤；
步骤五，出汤：先平衡熔融室1和模具室4的压力后，将模具装置6由模具室4移动到熔融室1中坩埚熔炉装置7的下方后，将坩埚熔炉装置7的熔汤倒入至模具中；出汤完成后，模具装置6自动退回到模具室4中，并关闭熔融室1和模具室4之间的阀门101；
步骤六，模具冷却：先往模具室4中通入氮气，然后启动冷却室5的热交换机，并打开模具室4与冷却室5之间连接的出气管41和入气管42；模具室4中的热气体通过出气管41输入到冷却室5进行冷却，冷却后的气体再通过入气管42输回到模具室4中，从而实现模具的冷却；其中，模具冷却的时间为30分钟，模具冷却到的温度为150℃；
步骤七，模具冷却完成后，取出模具室4中的模具。
本实施例3提供的一种熔融非晶合金的方法，在利用实施例1的高周波真空感应熔融装置进行熔融非晶合金原材料时，由于具体的熔融步骤包括装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融，并且在装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融的过程中配合温度控制，从而使得原材料熔融混合均匀，避免出现偏析现象，另外，还会使得熔融速度快，缩短了生产周期，从而提高了生产效率。
实施例4。
本实施例的一种熔融非晶合金的方法，其熔融非晶合金的方法为利用实施例1的高周波真空感应熔融装置（参见图1）进行熔融非晶合金的方法，它包括以下步骤：
步骤一，熔融室1抽真空并灌入惰性气氛：将熔融室1抽气至10-5torr的真空度，然后往熔融室1灌入占熔融室1总体积的25%的惰性气氛；其中，本实施例的惰性气氛为氦气；
步骤二，平衡熔融室1和材料供给室2的压力后，由材料供给室2往熔融室1的坩埚熔炉装置7输入原材料；
步骤三，原材料的熔融，具体包括如下步骤：
A、装料期熔融：将原材料从材料供给室2输入到坩埚熔炉装置7的过程中，利用坩埚熔炉装置7对原材料进行加热熔融，使原材料的温度由常温达到900℃，并使原材料完全熔融，得到熔汤；
B、搅拌期熔融：利用坩埚熔炉装置7的搅拌机构对熔汤进行搅拌熔融，直至熔汤的温度达到1300℃后，停止搅拌； 
C、稳定期熔融：冷却熔汤，在冷却的过程中继续进行稳定熔融，直至熔汤的温度达到1000℃；
步骤四，检测分析熔汤的材料成分含量：利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果熔汤的材料成分含量准确便可以直接出汤；如果熔汤的材料成分不准确，便通过追加装料室3往熔融室1的坩埚熔炉装置7补充投入少量原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确后再出汤；
步骤五，出汤：先平衡熔融室1和模具室4的压力后，将模具装置6由模具室4移动到熔融室1中坩埚熔炉装置7的下方后，将坩埚熔炉装置7的熔汤倒入至模具中；出汤完成后，模具装置6自动退回到模具室4中，并关闭熔融室1和模具室4之间的阀门101；
步骤六，模具冷却：先往模具室4中通入氦气，然后启动冷却室5的热交换机，并打开模具室4与冷却室5之间连接的出气管41和入气管42；模具室4中的热气体通过出气管41输入到冷却室5进行冷却，冷却后的气体再通过入气管42输回到模具室4中，从而实现模具的冷却；其中，模具冷却的时间为45分钟，模具冷却到的温度为130℃；
步骤七，模具冷却完成后，取出模具室4中的模具。
本实施例4提供的一种熔融非晶合金的方法，在利用实施例1的高周波真空感应熔融装置进行熔融非晶合金原材料时，由于具体的熔融步骤包括装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融，并且在装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融的过程中配合温度控制，从而使得原材料熔融混合均匀，避免出现偏析现象，另外，还会使得熔融速度快，缩短了生产周期，从而提高了生产效率。
实施例5。
本实施例的一种熔融非晶合金的方法，其熔融非晶合金的方法为利用实施例1的高周波真空感应熔融装置（参见图1）进行熔融非晶合金的方法，它包括以下步骤：
步骤一，熔融室1抽真空并灌入惰性气氛：将熔融室1抽气至10-6torr的真空度，然后往熔融室1灌入占熔融室1总体积的22%的惰性气氛；其中，本实施例的惰性气氛为氖气；
步骤二，平衡熔融室1和材料供给室2的压力后，由材料供给室2往熔融室1的坩埚熔炉装置7输入原材料；
步骤三，原材料的熔融，具体包括如下步骤：
A、装料期熔融：将原材料从材料供给室2输入到坩埚熔炉装置7的过程中，利用坩埚熔炉装置7对原材料进行加热熔融，使原材料的温度由常温达到820℃，并使原材料完全熔融，得到熔汤；
B、搅拌期熔融：利用坩埚熔炉装置7的搅拌机构对熔汤进行搅拌熔融，直至熔汤的温度达到1280℃后，停止搅拌； 
C、稳定期熔融：冷却熔汤，在冷却的过程中继续进行稳定熔融，直至熔汤的温度达到960℃；
步骤四，检测分析熔汤的材料成分含量：利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果熔汤的材料成分含量准确便可以直接出汤；如果熔汤的材料成分不准确，便通过追加装料室3往熔融室1的坩埚熔炉装置7补充投入少量原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确后再出汤；
步骤五，出汤：先平衡熔融室1和模具室4的压力后，将模具装置6由模具室4移动到熔融室1中坩埚熔炉装置7的下方后，将坩埚熔炉装置7的熔汤倒入至模具中；出汤完成后，模具装置6自动退回到模具室4中，并关闭熔融室1和模具室4之间的阀门101；
步骤六，模具冷却：先往模具室4中通入氖气，然后启动冷却室5的热交换机，并打开模具室4与冷却室5之间连接的出气管41和入气管42；模具室4中的热气体通过出气管41输入到冷却室5进行冷却，冷却后的气体再通过入气管42输回到模具室4中，从而实现模具的冷却；其中，模具冷却的时间为40分钟，模具冷却到的温度为138℃；
步骤七，模具冷却完成后，取出模具室4中的模具。
本实施例5提供的一种熔融非晶合金的方法，在利用实施例1的高周波真空感应熔融装置进行熔融非晶合金原材料时，由于具体的熔融步骤包括装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融，并且在装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融的过程中配合温度控制，从而使得原材料熔融混合均匀，避免出现偏析现象，另外，还会使得熔融速度快，缩短了生产周期，从而提高了生产效率。
实施例6。
本实施例的一种熔融非晶合金的方法，其熔融非晶合金的方法为利用实施例1的高周波真空感应熔融装置（参见图1）进行熔融非晶合金的方法，它包括以下步骤：
步骤一，熔融室1抽真空并灌入惰性气氛：将熔融室1抽气至10-7torr的真空度，然后往熔融室1灌入占熔融室1总体积的27%的惰性气氛；其中，本实施例的惰性气氛为氪气；
步骤二，平衡熔融室1和材料供给室2的压力后，由材料供给室2往熔融室1的坩埚熔炉装置7输入原材料；
步骤三，原材料的熔融，具体包括如下步骤：
A、装料期熔融：将原材料从材料供给室2输入到坩埚熔炉装置7的过程中，利用坩埚熔炉装置7对原材料进行加热熔融，使原材料的温度由常温达到880℃，并使原材料完全熔融，得到熔汤；
B、搅拌期熔融：利用坩埚熔炉装置7的搅拌机构对熔汤进行搅拌熔融，直至熔汤的温度达到1220℃后，停止搅拌； 
C、稳定期熔融：冷却熔汤，在冷却的过程中继续进行稳定熔融，直至熔汤的温度达到990℃；
步骤四，检测分析熔汤的材料成分含量：利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果熔汤的材料成分含量准确便可以直接出汤；如果熔汤的材料成分不准确，便通过追加装料室3往熔融室1的坩埚熔炉装置7补充投入少量原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确后再出汤；
步骤五，出汤：先平衡熔融室1和模具室4的压力后，将模具装置6由模具室4移动到熔融室1中坩埚熔炉装置7的下方后，将坩埚熔炉装置7的熔汤倒入至模具中；出汤完成后，模具装置6自动退回到模具室4中，并关闭熔融室1和模具室4之间的阀门101；
步骤六，模具冷却：先往模具室4中通入氪气，然后启动冷却室5的热交换机，并打开模具室4与冷却室5之间连接的出气管41和入气管42；模具室4中的热气体通过出气管41输入到冷却室5进行冷却，冷却后的气体再通过入气管42输回到模具室4中，从而实现模具的冷却；其中，模具冷却的时间为42分钟，模具冷却到的温度为135℃；
步骤七，模具冷却完成后，取出模具室4中的模具。
本实施例6提供的一种熔融非晶合金的方法，在利用实施例1的高周波真空感应熔融装置进行熔融非晶合金原材料时，由于具体的熔融步骤包括装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融，并且在装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融的过程中配合温度控制，从而使得原材料熔融混合均匀，避免出现偏析现象，另外，还会使得熔融速度快，缩短了生产周期，从而提高了生产效率。
实施例7。
本实施例的一种熔融非晶合金的方法，其熔融非晶合金的方法为利用实施例1的高周波真空感应熔融装置（参见图1）进行熔融非晶合金的方法，它包括以下步骤：
步骤一，熔融室1抽真空并灌入惰性气氛：将熔融室1抽气至10-6torr的真空度，然后往熔融室1灌入占熔融室1总体积的28%的惰性气氛；其中，本实施例的惰性气氛为氙气；
步骤二，平衡熔融室1和材料供给室2的压力后，由材料供给室2往熔融室1的坩埚熔炉装置7输入原材料；
步骤三，原材料的熔融，具体包括如下步骤：
A、装料期熔融：将原材料从材料供给室2输入到坩埚熔炉装置7的过程中，利用坩埚熔炉装置7对原材料进行加热熔融，使原材料的温度由常温达到840℃，并使原材料完全熔融，得到熔汤；
B、搅拌期熔融：利用坩埚熔炉装置7的搅拌机构对熔汤进行搅拌熔融，直至熔汤的温度达到1260℃后，停止搅拌； 
C、稳定期熔融：冷却熔汤，在冷却的过程中继续进行稳定熔融，直至熔汤的温度达到970℃；
步骤四，检测分析熔汤的材料成分含量：利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果熔汤的材料成分含量准确便可以直接出汤；如果熔汤的材料成分不准确，便通过追加装料室3往熔融室1的坩埚熔炉装置7补充投入少量原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确后再出汤；
步骤五，出汤：先平衡熔融室1和模具室4的压力后，将模具装置6由模具室4移动到熔融室1中坩埚熔炉装置7的下方后，将坩埚熔炉装置7的熔汤倒入至模具中；出汤完成后，模具装置6自动退回到模具室4中，并关闭熔融室1和模具室4之间的阀门101；
步骤六，模具冷却：先往模具室4中通入氙气，然后启动冷却室5的热交换机，并打开模具室4与冷却室5之间连接的出气管41和入气管42；模具室4中的热气体通过出气管41输入到冷却室5进行冷却，冷却后的气体再通过入气管42输回到模具室4中，从而实现模具的冷却；其中，模具冷却的时间为35分钟，模具冷却到的温度为145℃；
步骤七，模具冷却完成后，取出模具室4中的模具。
本实施例7提供的一种熔融非晶合金的方法，在利用实施例1的高周波真空感应熔融装置进行熔融非晶合金原材料时，由于具体的熔融步骤包括装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融，并且在装料期熔融、搅拌期熔融和稳定期熔融的过程中配合温度控制，从而使得原材料熔融混合均匀，避免出现偏析现象，另外，还会使得熔融速度快，缩短了生产周期，从而提高了生产效率。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.高周波真空感应熔融装置，其特征在于：包括熔融室、材料供给室、追加装料室、模具室和冷却室五个独立腔室，以及往返于所述熔融室和所述模具室的模具装置；所述材料供给室、所述追加装料室和所述模具室分别与所述熔融室连接、且均采用阀门隔离；所述模具室与所述冷却室之间连接有出气管和入气管；
所述冷却室设置有热交换机；
所述熔融室设置有用于熔融非晶合金原材料的坩埚熔炉装置；
所述熔融室内还设置有用于检测熔汤温度的高温计和热电偶；
所述熔融室、所述材料供给室、所述追加装料室和所述模具室均分别连接有真空装置；所述熔融室和所述模具室均分别设置有惰性气氛充入装置。
2.根据权利要求1所述的高周波真空感应熔融装置，其特征在于：所述坩埚熔炉装置设置有用于搅拌非晶合金熔汤的搅拌机构。
3.根据权利要求1所述的高周波真空感应熔融装置，其特征在于：所述坩埚熔炉装置包括炉体和用于将所述炉体内腔的熔汤倒入所述模具装置的倒汤机构；所述炉体的炉壁开设有用于通入冷却液的冷却管道；所述炉体的外壁绕设有用于加热非晶合金原材料的感应线圈。
4.根据权利要求1所述的高周波真空感应熔融装置，其特征在于：所述材料供给室、所述追加装料室和所述模具室分别与所述熔融室之间设置有用于平衡压力的旁通管道；所述旁通管道设置有旁通阀。
5.根据权利要求1所述的高周波真空感应熔融装置，其特征在于：所述真空装置包括依次连接的回转泵、增压泵和扩散泵。
6.根据权利要求1所述的高周波真空感应熔融装置，其特征在于：所述热电偶包括K型热电偶和R型热电偶。
7.根据权利要求1所述的高周波真空感应熔融装置，其特征在于：所述模具装置连接有用于驱动所述模具装置往返于所述熔融室和所述模具室的第一驱动机构。
8.根据权利要求1所述的高周波真空感应熔融装置，其特征在于：所述材料供给室设置有用于将原材料输入到所述坩埚熔炉装置的第二驱动机构；所述追加装料室设置有用于将原材料输入到所述坩埚熔炉装置的第三驱动机构。
9.一种熔融非晶合金的方法，其特征在于：所述熔融非晶合金的方法为利用权利要求1至8中任意一项所述的高周波真空感应熔融装置进行熔融非晶合金的方法，它包括以下步骤：
步骤一，所述熔融室抽真空并灌入惰性气氛：将所述熔融室抽气至10-4torr~10-8torr的真空度，然后往所述熔融室灌入占所述熔融室总体积的20%~30%的惰性气氛；
步骤二，平衡所述熔融室和所述材料供给室的压力后，由所述材料供给室往所述熔融室的坩埚熔炉装置输入原材料；
步骤三，原材料的熔融，具体包括如下步骤：
A、装料期熔融：将原材料从所述材料供给室输入到所述坩埚熔炉装置的过程中，利用所述坩埚熔炉装置对原材料进行加热熔融，使原材料的温度由常温达到800℃~900℃，并使原材料完全熔融，得到熔汤；
B、搅拌期熔融：利用所述坩埚熔炉装置的搅拌机构对熔汤进行搅拌熔融，直至熔汤的温度达到1200℃~1300℃后，停止搅拌； 
C、稳定期熔融：冷却熔汤，在冷却的过程中继续进行稳定熔融，直至熔汤的温度达到950℃~1000℃；
步骤四，检测分析熔汤的材料成分含量：利用样品取出装置取出熔汤样品以检测分析熔汤的材料成分含量，如果熔汤的材料成分含量准确便可以直接出汤；如果熔汤的材料成分不准确，便通过追加装料室往熔融室的坩埚熔炉装置补充投入原材料加以熔融以使得熔汤的材料成分准确后再出汤；
步骤五，出汤：先平衡所述熔融室和所述模具室的压力后，将所述模具装置由所述模具室移动到所述熔融室中坩埚熔炉装置的下方后，将所述坩埚熔炉装置的熔汤倒入至模具中；出汤完成后，所述模具装置自动退回到模具室中，并关闭所述熔融室和所述模具室之间的阀门；
步骤六，模具冷却：先往所述模具室中通入惰性气氛，然后启动所述冷却室的热交换机，并打开所述模具室与所述冷却室之间连接的出气管和入气管；所述模具室中的热气体通过所述出气管输入到所述冷却室进行冷却，冷却后的气体再通过所述入气管输回到所述模具室中，从而实现模具的冷却；
步骤七，模具冷却完成后，取出模具室中的模具。
10.根据权利要求1所述的一种熔融非晶合金的方法，其特征在于：所述步骤五中，模具冷却的时间为30分钟~45分钟，模具冷却到的温度为130℃~150℃。
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