CN111893333A - 一种连续制备多种致密合金的装置及方法 - Google Patents

一种连续制备多种致密合金的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种连续制备多种致密合金的装置及方法,属于冶金制备技术领域,包括配料机构、真空熔炼机构和冷却成形机构,所述真空熔炼机构设置在所述配料机构下方,所述冷却成形机构设置在所述真空熔炼机构的下方;所述配料机构包括若干原料仓,所述原料仓之间至少设有一个等待区,所述原料仓下设有若干混料仓,所述混料仓安装在称量装置上,所述称量装置固定在第一旋转载物平台上,所述第一旋转载物平台与第一伺服电机连接;所述真空熔炼机构包括混料漏斗和熔炼坩埚,所述混料漏斗设置在所述混料仓的正下方,所述熔炼坩埚设置在所述混料漏斗的正下方。改变了传统人工作业的方式,完全实现了自动化,省时省力。

Description

一种连续制备多种致密合金的装置及方法
技术领域
本发明属于冶金制备技术领域,尤其涉及一种连续制备多种致密合金的装置及方法。
背景技术
合金的制备通常是由组成该合金的元素的单质或化合物通过物理方法将其混合在一起,包括混合熔炼、机械合金化和粉末烧结等方法。混合熔炼作为目前应用最多的合金制备方法,具有低成本、工艺简单等优点,但是在合金溶液冷却凝固过程中由于各元素熔点差可能导致合金中出现空洞,直接导致合金性能的降低,对合金的加工也会产生影响。感应加热悬浮熔炼具有以下特点:能够熔化高熔点的金属材料;由于没有来自坩埚的杂质,可以熔炼超高纯度的金属材料;由于很强的电磁搅拌,能够生产成分组织均匀的合金;缩短熔化时间,达到快速熔化;坩埚没有损伤,可以反复使用。
目前对于合金制备原料的准备还是通过人工称量再混合的办法,但是对于含多种元素的合金,特别是高熵合金具有五种或五种以上的主元,这种准备合金原料的方法效率非常低。而且目前制备合金的设备一般只能一次性制备一种成分的合金,制备几种不同成分的合金需要分几次制备。在研发过程中,为了比较不同成分、不同比例的合金的性能,往往要通过不断的调整元素的组成、比例,制备多种含多种元素的合金,采用传统的方法费时费力,效率极低。
发明内容
本发明的目的在于解决现有是技术制备多种含多种元素的合金效费时费力,效率低下的技术问题,提供一种连续制备多种致密合金的装置及方法。
一种连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,包括配料机构、真空熔炼机构和冷却成形机构,所述真空熔炼机构设置在所述配料机构下方,所述冷却成形机构设置在所述真空熔炼机构的下方;
所述配料机构包括若干原料仓,所述原料仓之间至少设有一个等待区,所述原料仓下设有若干混料仓,所述混料仓安装在称量装置上,所述称量装置固定在第一旋转载物平台上,所述第一旋转载物平台与第一伺服电机连接;
所述真空熔炼机构包括混料漏斗和熔炼坩埚,所述混料漏斗设置在所述混料仓的下方,所述熔炼坩埚设置在所述混料漏斗的正下方。
优选的,所述原料仓底部设有下料开口,所述下料开口上固定有第一下料板,所述第一下料板正下方贴合设有第二下料板,所述第二下料板通过滑轨与所述下料开口滑动连接,所述第一下料板和所述第二下料板上分别设有结构相同的若干孔槽,所述第一下料板上的孔槽与所述第二下料板上的孔错位设置,所述第二下料板与第一液压杆连接,所述原料仓还与辅助震动装置连接。下料时,通过第一液压杆带动第二下料板沿着滑轨移动,使得第二下料板与第一下料板上的孔槽重合,从而使金属原料粉末从原料仓漏出,通过辅助震动装置震动,辅助金属原料粉末从原料仓漏出。
优选的,所述下料开口下方设有下料漏斗,所述下料漏斗下方设有混料仓。原料仓的金属原料粉末沿着下料漏斗滑入混料仓中。
优选的,所述称量装置装在一个底部开口的筒形结构内,混料仓安装在筒形结构中,并支撑在所述称量装置上,所述混料仓底部开口处设有堵料小球,所述堵料小球直径大于所述混料仓底部开口的直径。通过堵料小球封住原料仓的出口,混料仓跟随第一旋转载物平台旋转移动,当底部堵料小球与真空熔炼机构接触时,此时堵料小球被顶起,与之对应的混料仓内的混合金属进入真空熔炼机构。
优选的,所述混料漏斗与所述等待区位置相匹配,所述混料漏斗上部设有凸起,所述凸起的高度低于所述混料仓开口处的高度,高于所述堵料小球最低位置处,所述混料漏斗底部设有挡板阀。具体的,当混料仓旋转至混料漏斗上方前,打开挡板阀,混料仓旋转至混料漏斗正上方时,混料漏斗上的凸起将所述堵料小球顶起,使得混料仓内的混合金属进入混料漏斗内,进而真空熔炼机构内的熔炼坩埚内,向熔炼坩埚内加料后,挡板阀关闭,使得真空熔炼机构内呈密封状态。
优选的,所述熔炼坩埚包括铜质分瓣式坩埚,所述铜质分瓣式坩埚缝隙处设有石墨夹层,所述熔炼坩埚底部设有通孔,所述熔炼坩埚上部为圆筒状结构,所述熔炼坩埚上部外壁设有第一加热线圈,所述熔炼坩埚底部为圆锥形结构,所述熔炼坩埚底部外壁设有悬浮感应线圈。通过石墨夹层填充铜质分瓣式坩埚的缝隙,既不阻碍电磁感应线的穿透至熔炼坩埚内部,同时保证加入到熔炼坩埚中的金属粉末不会从缝隙处洒落,熔炼坩埚底部为圆锥形结构、及熔炼坩埚底部外壁的悬浮感应线圈产生的磁悬浮力,使得加入到熔炼坩埚内的金属粉末悬浮在熔炼坩埚内,不会从底部的通孔洒落。
优选的,所述冷却成形机构包括真空冷却机构,所述真空冷却机构包括固定设置在所述熔炼坩埚正下方的第二加热线圈,所述第二加热线圈下方设有第二旋转载物平台,所述第二旋转载物平台设有若干圆孔,所述石墨模具搭载在所述圆孔上,所述第二加热线圈设置在所述石墨模具的上方,所述第二加热线圈的内径大于所述石墨模具的外径,所述真空冷却机构底部上设有坩埚堵头,所述坩埚堵头设置在所述石墨模具的底部。熔炼完成时,将石墨模具放入第二加热线圈中,液体合金落入到石墨模具中,通过调整第二加热线圈功率,一方面有效防止粉末金属的存在,另一方面使石墨模具内的液体金属逐渐冷却成形。
优选的,所述冷却成形机构还包括移动控制机构,所述移动控制机构包括第二液压杆和第二伺服电机,所述第二液压杆穿过所述真空冷却机构底部与所述坩埚堵头连接,所述第二伺服电机穿过所述真空冷却机构底部与所述第二旋转载物平台连接。通过第二液压杆控制坩埚堵头的升降,进而坩埚堵头将石墨模具顶入到第二加热线圈内,或者将石墨模具落下至第二旋转载物平台上;第二伺服电机用于控制第二旋转载物平台的转动。
优选的,所述第二加热线圈两侧还设有磁铁。磁铁的作用增强了液体金属冷却的过程中周围的磁场,使得制得的金属合金更加的致密。
一种连续制备多种致密合金的装置,基于该装置进行连续制备多种致密合金的方法,包括如下步骤:
S1、准备
向原料仓中分别放入不同的金属元素,根据所需合金质量以及各元素比例计算出所需各种金属元素的质量,每个混料仓对应一种合金原料;
S2、混料
通过第一伺服电机驱动第一旋转载物平台转动,使第一个混料仓移动至第一个原料仓下方,第一液压杆带动第二下料板移动,使第一下料板和第二下料板的孔槽重合,金属原料粉末进入第一个混料仓内,通过称量装置的重量差值判断下料量是否符合要求,下料结束后,启动第一液压杆第二下料板归位;
第一伺服电机驱动第一旋转载物平台转动,使第一个混料仓移动至第二个原料仓下方,第二个混料仓移动至第一个原料仓下方,重复上述步骤,直至第一个混料仓配料完成;
S3、熔炼
第一加热线圈、电磁感应线圈通电,打开挡板阀,将配料完成后的第一混料仓移动至混料漏斗的上方,通过混料漏斗上的凸起将堵料小球顶开,混料仓内的金属原料粉末落入熔炼坩埚内,当称量装置在一定时间内称量值无变化时,证明落料完毕,关闭挡板阀,真空状态下进行熔炼;
S4、冷却成形
熔炼结束后,第二液压杆通过坩埚堵头将第一个石墨模具送入第二加热线圈内,降低悬浮感应线圈的功率,合金熔液从熔炼坩埚的通孔流入到石墨模具,逐渐降低第二加热线圈的功率,直至合金熔液在磁场作用下慢慢冷却至固体;
第二液压杆通过坩埚堵头将内有合金固体的石墨模具降落至第二旋转载物平台上,第二伺服电机驱动第二旋转载物平台,第一个石墨模具移走,第二个石墨模具转至坩埚堵头上方;
S5、连续制备合金
当第一混料仓移动至混料漏斗的上方时,第二混料仓完成配料,第一伺服电机驱动第一旋转载物平台,第一混料仓离开混料漏斗的上方,第二混料仓到达混料漏斗的上方,重复S3、S4步骤;
全部合金制备完成后,通入空气,取出模具。
以上步骤均在水冷环境中进行。
通过采用上述技术方案,达到的技术效果如下:
1、本发明实施例改变了传统人工作业的方式,称料、混料、熔融、冷却成形一气喝成,完全实现了自动化,省时省力,提高效率。
2、本发明实施例实现利用多种金属原料粉末制备任意组成、任意比例的合金,简单灵活,多种多元素合金连续化生产,特别适用于新的合金材料研发,大大节约了时间,提高了效率。
3、合金熔液采用慢冷的方式在磁场作用下缓慢冷却,冷却过程中加热线圈周四边设置了磁铁,增加磁场效应,使制成的合金更加成致密,无孔洞缺陷。
4、采用模块式设计,可根据合金所含元素数量以及合金种类数对设备的原料仓以及混料仓数量进行适量的调整,灵活性强、适用范围广。
5、本发明实施例可制备合金原材料也可以直接制备合金零件。
附图说明
图1为装置整体结构示意图;
图2为整体内部结构示意图;
图3为配料机构上部结构示意图;
图4为原料仓第二下料口结构示意图;
图5为第二下料口与滑轨配合结构示意图;
图6为配料机构下部结构示意图;
图7为称量机构示意图;
图8为熔炼机构示意图;
图9为冷却成形机构示意图;
图中:1、整体支架;2、配料机构;21、原料仓;210、下料漏斗;211、等待区;212、称量装置;22、第一下料板;23、辅助震动装置;24、第一液压杆;25、第一下料板;251、滑轨;26、第一旋转载物平台;27、堵料小球;28、混料仓;29、第一伺服电机;3、真空腔室;4、基座;5真空熔炼机构;51、混料漏斗;511、凸起;52、挡板阀;53、铜质分瓣式坩埚;54、第一加热线圈;55、第二安装平台、56、悬浮感应线圈;57、电极;58、第一安装平台;59、石墨夹层;510、气压表;6、冷却成形机构;601、真空冷却机构;602、移动控制机构;61、第二加热线圈;62、磁铁;63、坩埚堵头;64、石墨模具;65、第二旋转载物平台;66、第二液压杆;67、第二伺服电机。
具体实施方式
如图1、图2所示,一种连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,包括配料机构2、真空熔炼机构5和冷却成形机构6,所述真空熔炼机构5设置在所述配料机构2下方,所述冷却成形机构6设置在所述真空熔炼机构5的下方。
所述配料机构2用于将各金属单质粉末按照质量、比例要求混合,所述真空熔炼机构5用于熔融金属成液态合金熔液,所述冷却成形机构6用于将合金熔液冷却成为合金固体原料或零件。
如图3-图5所示,所述配料机构2包括若干原料仓21,所述原料仓21之间至少设有一个等待区211,原料仓21底部设有下料开口,所述下料开口上固定有第一下料板22,所述第一下料板正下方贴合设有第二下料板25,所述第二下料板25通过滑轨251与所述下料开口滑动连接,所述第一下料板22和所述第二下料板25上分别设有结构相同的若干孔槽,所述第一下料板22上的孔槽与所述第二下料板25上的孔错位设置,所述第二下料板25与第一液压杆24连接,所述原料仓21还与辅助震动装置23连接。
如图6所示,所述下料开口下方设有下料漏斗210,所述下料漏斗210下方设有混料仓28。所述混料仓28安装在称量装置212上,所述称量装置212固定在第一旋转载物平台26上,所述第一旋转载物平台26通过联轴器与第一伺服电机29连接,所述第一伺服电机29固定在上部原料仓21固定平台的底部,所述混料仓28跟随第一旋转载物平台26旋转,所述下料漏斗210不阻碍所述混料仓28的旋转。如图7所示,所述称量装置212装在一个底部开口的筒形结构内,混料仓28安装在筒形结构中,并支撑在所述称量装置212上,筒形结构固定在所述第一旋转载物平台26上,所述混料仓28底部开口处设有堵料小球27,所述堵料小球27直径大于所述混料仓28底部开口的直径,如图8所示,所述堵料小球27穿过所述称量装置212与真空熔炼机构5接触。
如图8所示,所述真空熔炼机构5包括混料漏斗51和熔炼坩埚,所述混料漏斗51设置在所述混料仓28的下方,所述混料漏斗51与所述等待区211位置相匹配,所述混料漏斗51上部设有凸起511,所述凸起511的高度低于所述混料仓28开口处的高度,高于所述堵料小球27最低位置处,所述混料漏斗51底部设有挡板阀52。所述熔炼坩埚设置在所述混料漏斗51的正下方。打开挡板阀52,混料漏斗51中的金属混合物落入熔炼坩埚中。
如图8所示,所述熔炼坩埚包括铜质分瓣式坩埚53,所述铜质分瓣式坩埚53缝隙处设有石墨夹层59,所述铜质分瓣式坩埚53和所述石墨夹层59交替圆周排列,组成的熔炼坩埚固定安装在水平设置的第一安装平台58上,所述熔炼坩埚底部设有通孔,所述熔炼坩埚上部为圆筒状结构,所述熔炼坩埚上部外壁设有第一加热线圈54,所述熔炼坩埚底部为圆锥形结构,所述熔炼坩埚底部外壁设有悬浮感应线圈56。
如图9所示,所述冷却成形机构6包括真空冷却机构601,所述真空冷却机构601包括固定设置在所述熔炼坩埚正下方的第二加热线圈61,第二加热线圈61两侧还设有磁铁62,所述第二加热线圈61下方设有第二旋转载物平台65,所述第二旋转载物平台65设有若干圆孔,所述石墨模具64搭载在所述圆孔上,所述第二加热线圈61设置在所述石墨模具64的上方,所述第二加热线圈61的内径大于所述石墨模具64的外径,所述真空冷却机构601底部上设有坩埚堵头63,所述坩埚堵头63设置在所述石墨模具64的底部。
如图9所示,所述冷却成形机构6还包括移动控制机构602,所述移动控制机构602包括第二液压杆66和第二伺服电机67,所述第二液压杆66穿过所述真空冷却机构601底部与所述坩埚堵头63连接,所述第二伺服电机67穿过所述真空冷却机构601底部与所述第二旋转载物平台65连接。
所述真空熔炼机构5和所述真空冷却机构601均设置在真空腔室内,所述第一加热线圈54、悬浮感应线圈56、第二加热线圈61、分别与真空腔室3外的电极57连接,所述真空腔室3外还设有气压表510。
所述第一加热线圈54和悬浮感应线圈56分别安装在垂直设置的第二安装平台55上。所述第一安装平台58和第二安装平台均固定在基座4上。
如图1和图9,配料机构2安装在整体支架1上;真空腔室3、真空熔炼机构5、冷却成形机构6安装在基座4上.
一种连续制备多种致密合金的装置,基于该装置进行连续制备多种致密合金的方法,包括如下步骤:
S1、准备
向原料仓21中分别放入不同的金属元素,根据所需合金质量以及各元素比例计算出所需各种金属元素的质量,每个混料仓21对应一种合金原料;
S2、混料
通过第一伺服电机29驱动第一旋转载物平台26转动,使第一个混料仓28移动至第一个原料仓21下方,第一液压杆24带动第二下料板25移动,使第一下料板22和第二下料板25的孔槽重合,金属原料粉末进入第一个混料仓28内,启动辅助震动装置23加速加料,通过称量装置212的重量差值判断下料量是否符合要求,下料结束后,启动第一液压杆24带动第二下料板25归位;
第一伺服电机29驱动第一旋转载物平台26转动,使第一个混料仓28移动至第二个原料仓21下方,第二个混料仓28移动至第一个原料仓21下方,重复上述步骤,直至第一个混料仓28配料完成;
S3、熔炼
打开挡板阀52,将配料完成后的第一混料仓28移动至混料漏斗51的上方,通过混料漏斗51上的凸起将堵料小球27顶开,混料仓28内的金属原料粉末落入熔炼坩埚内,当称量装置212在一定时间内称量值无变化时,证明落料完毕,关闭挡板阀52,第一加热线圈54、悬浮感应线圈56通电,真空状态下进行熔炼;
S4、冷却成形
熔炼结束后,第二液压杆66将第一个石墨模具64送入第二加热线圈61内,降低悬浮感应线圈56的功率,合金熔液从熔炼坩埚的通孔流入到石墨模具64,逐渐降低第二加热线圈61的功率,直至合金熔液在磁场作用下慢慢冷却至固体;
第二液压杆66将内有合金固体的石墨模具64降落至第二旋转载物平台65上,第二伺服电机67驱动第二旋转载物平台65,第一个石墨模具64移走,第二个石墨模具64转至所述熔炼坩埚下方;
S5、连续制备合金
当第一个混料仓28移动至混料漏斗51的上方时,第二个混料仓28完成配料,第一伺服电机29驱动第一旋转载物平台26,第一个混料仓28离开混料漏斗51的上方,第二个混料仓28到达混料漏斗51的上方,重复S3、S4步骤;
全部合金制备完成后,取出石墨模具64。
当第一个混料仓28在旋转混料的过程中,其他混料仓28经过混料漏斗51,由于其他混料仓28此时为空的,因此不必担心未混合好金属原料粉末会落入到熔炼坩埚中。
本装置中各动作均可通过程序进行控制。
下面通过具体实施例来进一步说明本发明。
例如制备CoCrFeNiAl0.25合金一,CoCrFeNiAl0.5合金二,CoCrFeNiAl合金三,CoCrFeNiAl1.5合金四,CoCrFeNiAl2合金五这一系列高熵合金。
1、首先将Co、Cr、Fe、Ni、Al五种元素单质分别放入对应的原料仓21并在计算机记录好各个元素位置;
2、根据所需该合金质量以及各元素比例计算出Co、Cr、Fe、Ni、Al各种所需质量,每个混料仓28对应一种合金原料;
3、程序控制第一伺服电机29将对应于合金一的混料仓28移动至一号原料仓的位置,控制对应的第一液压杆24带动第二下料板25在滑轨211移动,同时启动辅助振动装置23,开始下料,例如一号原料仓放置钴元素单质粉末,称量装置212将下料时间内的质量差值反馈给计算机,当达到计算出的钴的质量时,驱动第一液压杆24移回原处,完成下料;
4、第一种原料配置完成后,驱动第一旋转载物平台26转动,将该混料仓28移动至下一个原料仓处,同时下一个混料仓28会移动至一号原料仓处,两处同时进行下料,依此类推,直至第一混料仓28完成配料;
5、第一混料仓28完成配料后会移动至混料漏斗51上方,此时打开挡板阀52,通过落料漏斗51上方的凸起将堵料小球27顶开,混料仓28内的原料将落入熔炼坩埚内;
6、当称量装置212在一定时间内称量值无变化时,证明落料完毕,此时关闭挡板阀52,创造密封环境,将真空室腔3内抽成高真空状态后充入氩气,接着打开第一加热线圈54和悬浮感应线圈56,熔炼原料粉末;
7、加热一定时间后,利用第二液压杆66将坩埚堵头63下降至第二旋转载物平台65下方,接着第二伺服电机67驱动第二旋转载物平台65将该合金对应的石墨模具64移动至坩埚堵头63上方,第二液压杆66通过坩埚堵头63将石墨模具64移动至熔炼坩埚下方出口,即第二加热线圈61内;
8、逐渐减小悬浮感应线圈56功率,此时合金熔液将流入石墨模具64中,同时打开第二加热线圈61,使熔液仍保持熔融状态,熔液充满模具后,逐渐减小第二加热线圈61功率,熔液在磁场作用下慢慢冷却至固体,在磁铁62的作用下,得到的合金更加致密;
9、下一个混料仓28同时跟着第一个混料仓28转动一圈后,已经完成配料,重复上述步骤,最终完成所有合金制备,接着打开取物门,取出模具。
以上所有动作均可由计算机程序控制,也设有信号反馈,能实现自动化制备。
应当理解,以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,包括配料机构(2)、真空熔炼机构(5)和冷却成形机构(6),所述真空熔炼机构(5)设置在所述配料机构(2)下方;
所述配料机构(2)包括若干原料仓(21),所述原料仓(21)之间至少设有一个等待区(211),所述原料仓(21)下设有若干混料仓(28),所述混料仓(28)安装在称量装置(212)上,所述称量装置(212)固定在第一旋转载物平台(26)上,所述第一旋转载物平台(26)与第一伺服电机(29)连接;所述真空熔炼机构(5)包括混料漏斗(51)和熔炼坩埚,所述混料漏斗(51)设置在所述混料仓(28)的下方,所述熔炼坩埚设置在所述混料漏斗(51)的正下方;
所述冷却成形机构(6)设置在所述真空熔炼机构(5)的下方。
2.根据权利要求1所述的连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,所述原料仓(21)底部设有下料开口,所述下料开口上固定有第一下料板(22),所述第一下料板正下方贴合设有第二下料板(25),所述第二下料板(25)通过滑轨(251)与所述下料开口滑动连接,所述第一下料板(22)和所述第二下料板(25)上分别设有结构相同的若干孔槽,所述第一下料板(22)上的孔槽与所述第二下料板(25)上的孔错位设置,所述第二下料板(25)与第一液压杆(24)连接,所述原料仓(21)还与辅助震动装置(23)连接。
3.根据权利要求2所述的连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,所述下料开口下方设有下料漏斗(210),所述下料漏斗(210)下方设置所述混料仓(28)。
4.根据权利要求1所述的连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,所述称量装置(212)装在一个底部开口的筒形结构内,混料仓(28)安装在筒形结构中,并支撑在所述称量装置(212)上,所述混料仓(28)底部开口处设有堵料小球(27),所述堵料小球(27)直径大于所述混料仓(28)底部开口的直径。
5.根据权利要求4所述的连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,所述混料漏斗(51)与所述等待区(211)位置相匹配,所述混料漏斗(51)上部设有凸起(511),所述凸起(511)的高度低于所述混料仓(28)开口处的高度,高于所述堵料小球(27)最低位置处,所述混料漏斗(51)底部设有挡板阀(52)。
6.根据权利要求1所述的连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,所述熔炼坩埚包括铜质分瓣式坩埚(53),所述铜质分瓣式坩埚(53)缝隙处设有石墨夹层(59),所述熔炼坩埚底部设有通孔,所述熔炼坩埚上部为圆筒状结构,所述熔炼坩埚上部外壁设有第一加热线圈(54),所述熔炼坩埚底部为圆锥形结构,所述熔炼坩埚底部外壁设有悬浮感应线圈(56)。
7.根据权利要求6所述的连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,所述冷却成形机构(6)包括真空冷却机构(601),所述真空冷却机构(601)包括固定设置在所述熔炼坩埚正下方的第二加热线圈(61),所述第二加热线圈(61)下方设有第二旋转载物平台(65),所述第二旋转载物平台(65)设有若干圆孔,所述石墨模具(64)搭载在所述圆孔上,所述第二加热线圈(61)设置在所述石墨模具(64)的上方,所述第二加热线圈(61)的内径大于所述石墨模具(64)的外径,所述真空冷却机构(601)底部设有坩埚堵头(63),所述坩埚堵头(63)设置在所述石墨模具(64)的底部。
8.根据权利要求7所述的连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,所述冷却成形机构(6)还包括移动控制机构(602),所述移动控制机构(602)包括第二液压杆(66)和第二伺服电机(67),所述第二液压杆(66)穿过所述真空冷却机构(601)底部与所述坩埚堵头(63)连接,所述第二伺服电机(67)穿过所述真空冷却机构(601)底部与所述第二旋转载物平台(65)连接用于驱动所述第二旋转载物平台(65)旋转。
9.根据权利要求7所述的连续制备多种致密合金的装置,其特征在于,所述第二加热线圈(61)两侧还设有磁铁(62)。
10.根据权利要求1-9任意一项权利要求所述的连续制备多种致密合金的装置,基于该装置进行连续制备多种致密合金的方法,包括如下步骤:
S1、准备
向原料仓(21)中分别放入不同的金属元素,根据所需合金质量以及各元素比例计算出所需各种金属元素的质量,每个混料仓(21)对应一种合金原料;
S2、混料
通过第一伺服电机(29)驱动第一旋转载物平台(26)转动,使第一个混料仓(28)移动至第一个原料仓(21)下方,第一液压杆(24)带动第二下料板(25)移动,使第一下料板(22)和第二下料板(25)的孔槽重合,金属原料粉末进入第一个混料仓(28)内,通过称量装置(212)的重量差值判断下料量是否符合要求,下料结束后,启动第一液压杆(24)带动第二下料板(25)归位;
第一伺服电机(29)驱动第一旋转载物平台(26)转动,使第一个混料仓(28)移动至第二个原料仓(21)下方,第二个混料仓(28)移动至第一个原料仓(21)下方,重复上述步骤,直至第一个混料仓(28)配料完成;
S3、熔炼
打开挡板阀(52),将配料完成后的第一混料仓(28)移动至混料漏斗(51)的上方,通过混料漏斗(51)上的凸起将堵料小球(27)顶开,混料仓(28)内的金属原料粉末落入熔炼坩埚内,当称量装置(212)在一定时间内称量值无变化时,证明落料完毕,关闭挡板阀(52),第一加热线圈(54)、悬浮感应线圈(56)通电,真空状态下进行熔炼;
S4、冷却成形
熔炼结束后,第二液压杆(66)将第一个石墨模具(64)送入第二加热线圈(61)内,降低悬浮感应线圈(56)的功率,合金熔液从熔炼坩埚的通孔流入到石墨模具(64),逐渐降低第二加热线圈(61)的功率,直至合金熔液在磁场作用下慢慢冷却至固体;
第二液压杆(66)将内有合金固体的石墨模具(64)降落至第二旋转载物平台(65)上,第二伺服电机(67)驱动第二旋转载物平台(65)旋转,第一个石墨模具(64)移走,第二个石墨模具(64)转至熔炼坩埚下方;
S5、连续制备合金
当第一个混料仓(28)移动至混料漏斗(51)的上方时,第二个混料仓(28)完成配料,第一伺服电机(29)驱动第一旋转载物平台(26),第一个混料仓(28)离开混料漏斗(51)的上方,第二个混料仓(28)到达混料漏斗(51)的上方,重复S3、S4步骤;
全部合金制备完成后,取出石墨模具(64)。
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