CN106734999B - 一种镍铝金属间化合物锭的真空铸造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镍铝金属间化合物锭的真空铸造装置，包括真空感应熔炼炉，炉内设有坩埚，坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座，底座中央设有出液口，出液口两侧分别设有惰性气体管，惰性气体管口设有难熔材料制成的透气砖，底座下设有可移动浇套，所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动，浇套中央设有浇注口；浇套下方设有石墨模具；模具外侧设有移动架，移动架通过气缸杆连接气缸，移动架上端连接第一支架，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉，移动架下端连接第二支架，第二支架上连接有水雾冷喷头，所述移动架可以在凝固过程随固液界面的上移，由气缸带动移动架同步上移。

Description

一种镍铝金属间化合物锭的真空铸造装置
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，尤其是涉及一种镍铝金属间化合物锭的真空铸造装置。
背景技术
金属间化合物Ni3Al是具备反常的屈服强度—温度效应，以及很高的耐磨损和耐腐蚀性能，已经成为当代航空航天工业、民用工业等领域的重要结构材料，特别是在航空发动机叶片领域具有广阔的应用前景。3D打印，或称增材制造作为近年来兴起的一种快速成型工艺，采用逐层铺粉，激光或电子束融化成型的方式，实现了精密部件的精加工成型，并且避免了铸造过程出现的缩孔缩松等缺陷，成为一种新兴的材料加工手段。
目前3D打印所用的粉料，一般通过熔炼后真空浇注成铸锭，随后二次熔炼并采用雾化法制粉的方式获得，而在真空熔炼和浇注过程中，通常是在真空感应熔炼炉中熔炼保温后浇注到模具中，由于模具预热后需要经历放入感应炉、抽真空、熔炼、浇注等过程，温度会下降，同时合金锭中央容易出现缩孔，宏观偏析等问题，造成铸锭利用率下降，并且在后续切割过程中，缩孔内很容易附着污物，且难以清除，对制粉造成影响，因而寻找一种减少铸锭缩孔且避免与模具反应的铸造装置具有重要的意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种镍铝金属间化合物锭的真空铸造装置。
本发明完整的技术方案包括：
一种镍铝金属间化合物锭的真空铸造装置，包括如包括真空感应熔炼炉，炉内设有坩埚，坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座，底座中央设有出液口，出液口两侧分别设有惰性气体管，惰性气体管口设有难熔材料制成的透气砖，底座下设有可移动浇套，所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动，浇套中央设有浇注口，通过移动浇套，可以使浇套外衬封闭出液口，或者使浇注口全部或部分截面对准出液口；
浇套下方设有石墨模具；模具外侧设有移动架，移动架通过气缸杆连接气缸，移动架上端连接第一支架，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉，移动架下端连接第二支架，第二支架上连接有水雾冷喷头，所述移动架可以在凝固过程随固液界面的上移，由气缸带动移动架同步上移。
本发明相对于现有技术的优点在于：
1.通过外加保温棉的方式，降低了模具降温的速度，减少了铸造缺陷发生率。
2.通过凝固过程的进行，气缸带动移动架上移的方式，使模具上部保温和下部迅速冷却，形成有效的温度梯度，使合金液的凝固界面扁平，补缩角增大，上方金属液能够充分补缩，防止铸锭中心缩孔缩松缺陷的产生。
附图说明
图1为本发明所用铸造装置结构示意图。
图中：1-感应熔炼炉，2-坩埚，3-底座，4-出液口，5-惰性气体管，6-可移动浇套，7-模具，8-移动架，9-气缸，10-第一支架，11-第二支架，12-保温棉，13-水雾冷喷头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种镍铝金属间化合物锭的真空铸造装置，包括真空感应熔炼炉，炉内设有坩埚，坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座，底座中央设有出液口，出液口两侧分别设有惰性气体管，惰性气体管口设有难熔材料制成的透气砖，底座下设有可移动浇套，所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动，浇套中央设有浇注口，通过移动浇套，可以使浇套外衬封闭出液口，或者使浇注口全部或部分截面对准出液口；
浇套下方设有石墨模具；模具外侧设有移动架，移动架通过气缸杆连接气缸，移动架上端连接第一支架，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉，移动架下端连接第二支架，第二支架上连接有水雾冷喷头，所述移动架可以在凝固过程随固液界面的上移，由气缸带动移动架同步上移。
选择的合金组分为按原子百分比包括Al：20-30％，Cr：2-2.8％，Nb：1.5-2.5％，Re：0.2-0.8％，余量为Ni。
根据上述组分换算成质量百分比后选择对应质量份的镍块和铝块，打磨掉铝的表面氧化膜后清洗表面油污，随后利用丙酮超声波清洗，将其余的各微量元素组分进行称量后放入真空感应熔炼炉1的坩埚2中，坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座3，底座中央设有出液口4，出液口两侧分别设有惰性气体管5，惰性气体管口设有难熔材料制成的透气砖，底座下设有可移动浇套6，所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动，浇套中央设有浇注口，通过移动浇套，可以使浇套外衬封闭出液口，或者使浇注口全部或部分截面对准出液口，从而控制出液口的开度。
将石墨模具7预热到600-800℃后放入真空感应熔炼炉内，坩埚下方，模具高度50cm，型腔截面直径15cm，模具外侧设有移动架8，移动架通过气缸杆连接气缸9，移动架上端连接第一支架10，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉12，移动架下端连接第二支架11，第二支架上连接有水雾冷喷头13，
将感应熔炼炉关闭，密封抽真空到10-5-10-6pa，开启感应加热装置进行加热时熔化合金，加热功率为250-300KW，熔炼温度为1800-1900℃，完全熔化后保温5-10min后推动可移动浇套，使浇注口部分或全部截面对准出液口，金属液流出，进行浇注。
所述浇注充满模具的时间为100-150s，浇注后，随着凝固过程的进行，气缸带动移动架上移，其中上部的保温棉给模具保温，降低模具向周围散失的热量，降低冷却速度，减缓上部合金液的凝固时间，下部的水雾冷喷头将冷却水雾喷到模具上，促使下部的合金液迅速凝固，随着固液界面的上移，移动架同步上移，通过上部保温和下部冷却，使合金液的凝固界面扁平，补缩角增大，上方金属液能够充分补缩，防止铸锭中心缩孔缩松缺陷的产生，根据具体凝固时间，上移速度为12-16cm/min。
凝固结束后自然冷却，破真空，取出铸锭。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (1)

1.一种镍铝金属间化合物锭的真空铸造装置，包括真空感应熔炼炉，炉内设有坩埚，坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座，底座中央设有出液口，出液口两侧分别设有惰性气体管，惰性气体管口设有难熔材料制成的透气砖，底座下设有可移动浇套，所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动，浇套中央设有浇注口，通过移动浇套，可以使浇套外衬封闭出液口，或者使浇注口全部或部分截面对准出液口；
浇套下方设有石墨模具；模具外侧设有移动架，移动架通过气缸杆连接气缸，移动架上端连接第一支架，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉，移动架下端连接第二支架，第二支架上连接有水雾冷喷头，所述移动架可以在凝固过程随固液界面的上移，由气缸带动移动架同步上移。
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