CN117268106A - 半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822的方法与装置 - Google Patents

半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822的方法与装置 Download PDF

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Abstract

一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822的方法与装置，属于电磁冶金领域。本发明采用一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼装置进行Ti4822熔炼，核心部件为使用高透磁铜锰基合金制备的下半部开缝高透磁铜锰坩埚，并设计了上组平行分布、下组锥形分布的磁感应线圈。本发明以γ‑TiAl合金作为母合金制备Ti4822，给出纯铝、纯铬、纯铌配比与电源参数。本熔炼方法采用上组低频率高电流、下组高频率低电流电源参数进行悬浮熔炼，通过多次升功率实现合金原料熔化，通过多次升降功率实现合金熔液平稳浇铸。最终得到结构稳定，成分均匀，氧含量低的高纯Ti4822合金。

Description

半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822的方法与装置
技术领域
本发明属于电磁冶金领域，具体涉及一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822的方法与装置。
背景技术
Ti4822合金(Ti-48Al-2Cr-2Nb)是一种由美国通用和洛克希德·玛丁公司联合开发的一种超轻超强耐高温合金，具有良好的抗氧化性和抗蠕变性，通过在γ-TiAl46-52合金中添加一定比例Cr元素了提高合金塑性，添加一定比例Nb元素提高了合金的高温强度和抗氧化能力。美国已将其应用于飞机发动机第六级第七级叶片，其亦可应用于汽车发动机涡轮叶片以及真空镀膜行业。我国自主研发Ti4822合金这一新材料对于我国航空发动机产品升级换代至关重要。
基于其材料特性以及复杂的合金成分，Ti4822合金熔炼主要存在以下问题：1)在合金熔炼过程中，由于Ti活性大，极易与坩埚产生化学反应，使合金受到污染；2)Ti4822合金对合金成分要求过高，在熔炼过程中Al元素的损耗会影响合金组分的均匀性；3)在熔炼过程中，由于合金熔体中存在较大的温度梯度，再加上合金的成分复杂性和元素熔点的巨大差异，导致合金铸锭中存在显著的元素偏析，合金铸锭内部存在大量气泡以及通孔；4)在熔炼过程中，由于Ti的活泼性，极易发生氧化，导致最终产品氧、氮、氢元素含量偏高。
目前Ti4822合金制备方法主要为水冷铜坩埚磁悬浮熔炼技术，其主要原理是通过外部线圈施加感应电流产生磁场，使合金表面产生涡流进而发热熔化，熔炼过程中电磁力使金属熔体悬浮，能有效避免坩埚与合金元素发生反应。采用此种方法进行Ti4822合金熔炼主要存在以下问题：1)Ti4822合金熔炼原料含有大量海绵钛，海绵钛易与坩埚产生化学反应，在大功率下起弧放电，造成设备损坏；2)其核心装置为分瓣式水冷铜坩埚，在集肤效应作用下纯铜大量屏蔽外部磁场，仅有小部分磁场通过分缝进入坩埚内部，且磁场分布不均匀，一方面导致能源大量浪费，另一方面造成熔液驼峰比较低，悬浮熔体表面坡度较缓，使得金属夹杂物难以去除；3)坩埚外部仅设置单组线圈，在单一电源参数下难以协调电磁悬浮与感应加热的耦合，且排列形式单一，未能根据坩埚形状进行改变。
专利CN113718123A公开了一种使用真空熔炼炉熔炼Ti4822合金的方法，使用Al-Nb作为中间合金，进行多次熔炼(添加合金元素熔炼、补料熔炼、升温熔炼)以及多次保温后得到Ti4822合金。本发明提出的一种Ti4822合金熔炼方法与装置，采用γ-TiAl合金作为原料，并对坩埚结构、坩埚材质、线圈结构进行了改进，透磁性大大提高，进而提高了悬浮力，并且节能效果显著，最终得到成分均匀、杂质含量低的高纯Ti4822合金，实现Ti4822合金大量生产。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提出了半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822的方法与装置。为改善Ti4822合金熔炼效果，降低Ti4822合金熔炼成本，本发明在中国专利CN113957279A自蔓延法研究制备的钛：铝原子比为52：48的γ-TiAl的基础上，根据熔炼要求，设计出了一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金装置，其核心部件为一种新型半开缝高透磁铜锰坩埚，坩埚材料为自行开发的高透磁铜锰合金材料，透磁性为传统纯铜材料坩埚的十倍，在此基础上提出一种新型半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法。
为实现上述目的，本发明提出的一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，包括如下步骤：
(1)称取原料，将纯铌，纯铬，纯铝分别置于二次加料分瓣仓的不同仓中，将γ-TiAl合金放置于高透磁铜锰坩埚内；
(2)对真空感应炉的真空腔体进行抽真空至不高于10-3Pa，然后充入惰性气体氩气至不低于0.045MPa；对坩埚外线圈施加感应电流，对γ-TiAl合金进行悬浮熔炼后得到悬浮熔体；
(3)调整坩埚外部上组线圈电源参数，开启二次加料分瓣仓，向高透磁铜锰坩埚先加入纯铝，再加入纯铬，最后加入纯铌，进行磁悬浮熔炼，合金熔炼完成后进行三次升降功率熔炼，最终得到静止熔液；
(4)进行步骤(2)的同时，开启石墨铸模外线圈电源，对石墨铸模进行预热，达到预热温度500-600℃后停止加热，并通过升降装置到达浇铸点，进行浇铸；浇铸完成后，在真空感应炉内缓慢冷却，得到Ti4822合金铸锭；
所述Ti4822具体为Ti-48Al-2Cr-2Nb。
其中：
所述步骤(1)中，原料γ-TiAl合金、纯铝、纯铬和纯铌的质量比为(89-91)：(2.6-3.0)：(2.5-2.7)：(4.5-4.8)，所述原料γ-TiAl中钛：铝原子比为52：48；纯铝、纯铬和纯铌合金纯度均大于99.99％；
所述步骤(2)中，所述坩埚外线圈设有上下两组，设置上组线圈输入电流为200-300A，频率为1800-2000Hz，电源功率为80-120kW，下组线圈输入电流为150-200A，频率为2800-3000Hz，电源功率为100-150kW，熔炼时间为3-5min；
所述步骤(3)中，下组线圈电源参数不变，与步骤(2)中相同，调整上组线圈电源参数；熔炼纯铝时，设置上组线圈输入电流为200-250A，频率为2800-3000Hz，电源功率为80-90kW，熔炼时间为2-3min；熔炼纯铬时，设置上组线圈输入电流为250-300A，频率为2000-2500Hz，电源功率为90-110kW，熔炼时间为3-4min；熔炼纯铌时，设置上组线圈输入电流为300-350A，频率为1800-2000Hz，电源功率为110-120kW，熔炼时间为3-5min；纯铝、纯铬、纯铌熔炼完成后，为平复合金熔体的驼峰、减少渣含量、避免氩气卷入，先升高电源功率至150kW进行熔炼，熔炼时间为3-5min，然后降低功率至100kW进行熔炼，熔炼时间为2-3min，重复三次后得到静止熔液。
所述步骤(4)中，浇铸采用底注法，浇铸时间为5-8s；缓慢冷却过程中可加热石墨铸模处于离心状态；
上述一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金方法所采用的装置，由电源、可视化控制系统、真空机组、氩气保护装置和真空磁悬浮熔炼炉组成。
其中，电源、可视化控制系统、真空机组、氩气保护装置和真空磁悬浮熔炼炉并列分布；电源通过电源箱与可视化控制系统、真空磁悬浮熔炼炉、真空机组和氩气保护装置进行电连接，可视化控制系统通过其内的加料系统、加压系统、报警系统及控温系统与真空磁悬浮熔炼炉进行电连接，根据实时数据调整电源参数；真空机组与真空磁悬浮熔炼炉进行气路连接，根据熔炼需要进行抽真空操作，氩气保护装置与真空磁悬浮熔炼炉进行气路连接，根据熔炼需要输入氩气。
所述可视化控制系统，包括远程操作系统以及多电偶控温系统，远程操作系统包括加料系统、加压系统、报警系统；多电偶控温系统包括测温电偶和红外线测温传感器，其内的红外线测温传感器设置于真空磁悬浮熔炼炉体上方，远程操作系统中的测压电偶设置在真空磁悬浮熔炼炉内部；远程操作系统包括加料系统、加压系统、报警系统；多电偶控温系统采取红外测温方式，设置于真空炉体上方，能够进行冷却水测温、真空腔体测温、合金熔液测温和石墨铸模测温，在真空磁悬浮熔炼炉内部设置测压电偶，对压力进行实时监测，相关数据直接呈现在电脑面板上，实现数据可视化。
所述真空磁悬浮熔炼炉，其顶部设置二次加料分瓣仓，其下方为半开缝高透磁铜锰坩埚，坩埚外部水平设置磁感应线圈，并以绝缘布相隔，通过支架与真空磁悬浮熔炼炉壁面连接；对半开缝高透磁铜锰坩埚添加水冷设施，坩埚未开缝侧壁设置水冷层，通过水冷铜管与水冷腔相连，开缝侧壁设置矩形双层水冷铜管并与水冷腔相连，水冷腔置于坩埚底座及其支架上，水冷腔底部设置水冷入水管道与水冷出水管道，坩埚底座及其支架与真空悬浮熔炼炉壁连接固定；真空磁悬浮熔炼炉下部为可加热石墨铸模系统，底部中心设置升降结构，上端连接可离心浇铸平台，上置可加热石墨铸模，铸模外部设置感应加热装置，并与真空磁悬浮熔炼炉壁面连接，为半开缝高透磁铜锰坩埚和石墨铸模供电；真空磁悬浮熔炼炉外部左上方设置红外线测温装置。
所述半开缝高透磁铜锰坩埚，采用的材料为高透磁性铜锰合金，包含的成分及质量百分比为：Mn为30-32％，Si为0.3-0.5％，Ti为0.5-0.8％，余量为无氧纯铜，原料的纯度均大于99.99％；所述半开缝高透磁铜锰坩埚为上部圆筒下部半球型，由于Ti4822合金成分熔点相差较高，为改善熔炼效果，提高合金熔体高径比，对坩埚下半部进行切缝，从圆筒壁中心至底部半球圆心沿圆周均分为12瓣，其中坩埚未开缝侧壁通过外加电流为合金熔炼提供电磁搅拌力与电磁感应热，坩埚开缝侧壁通过外加电流为合金熔炼提供电磁托举力与电磁感应热；所述半开缝高透磁铜锰坩埚的制备方法为：将原料Mn、Ti按比例混合后装入石墨坩埚中，再置于真空感应炉中，抽真空后进行一次熔炼，再按比例加入Si、Cu后进行二次熔炼，加热至高透磁性铜锰合金的原料全部熔化后，保温20-30min后进行三次熔炼，最终得到无气体、高密度成分夹杂的合金熔液；将合金熔液取出，采用一体式浇铸法，机械加工成上部圆柱形、下部半球形坩埚，得到圆筒侧壁内径为130-150mm，外径为146-166mm，高为200-220mm，半球内径130-150mm，壁厚为8mm的圆筒型坩埚，从坩埚壁中心至半球中心沿圆周均匀加工出12道分缝，得到半开缝高透磁铜锰坩埚；半开缝高透磁铜锰坩埚外侧环绕安装电磁感应线圈提供电磁力，高透磁铜锰坩埚的工作参数为：电磁感应线圈的电源频率为1500-3000Hz，线圈电流强度在150-350A，电源功率为50-150kW；
所述磁感应线圈为九个环状磁感应线圈，分为坩埚外部上组线圈装置Ⅰ和坩埚外部下组线圈装置Ⅱ，两组线圈之间间距为5-8mm，两组线圈装置分别接入外部电源；其中，坩埚外部上组线圈装置Ⅰ包含四个线圈，四个线圈平行于坩埚侧壁分布；坩埚外部下组线圈装置Ⅱ包含五个线圈，其中前两个平行于坩埚侧壁分布，后三个从上至下向坩埚内侧倾斜，依次递增15度，最终呈锥状环绕在坩埚开缝侧壁外围；磁感应线圈的内径为160-170mm，外径为170-180mm，线圈宽度为25-35mm，组内线圈之间间距为3-5mm，顶层线圈距坩埚顶部距离5-10mm，底层线圈距坩埚底部距离5-10mm。
所述水冷设施，包括水冷进水腔、水冷出水腔、水冷入水管道、水冷出水管道以及水冷铜管。坩埚未开缝侧壁内部设置3-6mm水冷层；坩埚分瓣体内部设置水冷铜管，十二根水冷铜管包括六根进水管，六根出水管，对称分布于坩埚侧壁内。其中，一组水冷铜管为矩形单层铜管，其矩形截面长为15-20mm，宽为3-5mm，底部连接水冷腔，上部连接上部水冷缝；其余五组为矩形双层水冷铜管，其外管为矩形铜管，矩形截面长为15-20mm，宽为3-5mm，内管为圆形铜管，外径为3-4mm，矩形双层水冷铜管外管连通至水冷出水腔，内部细铜管连通至水冷入水腔。矩形双层水冷铜管顶端距高透磁铜锰坩埚圆柱段中部为8-10mm，坩埚底部距水冷腔顶部10-15mm。水冷腔为底面直径152mm、高为100mm圆柱体，内置冷却水，横向中分为上下两个腔室，上层为水冷出水腔，下层为水冷入水腔，底部均匀分布两个内径25mm管道，为水冷入水管道与水冷出水管道。运行时冷却水在水压作用下由进水腔进入细铜管，从顶端缝隙进入铜管夹层，最终汇入出水腔；
所述坩埚底座为长方形平台，两端通过螺钮以及支架与真空炉体相连，对半开缝高透磁铜锰坩埚以及水冷系统起到支撑作用，在合金熔液熔炼完成后，通过可旋转支架完成浇铸操作；
所述二次加料分瓣仓为一种圆柱形分瓣式加料仓，沿圆周平均分成三个扇形仓室，每个仓室放置不同合金元素。整个分瓣仓固定于半开缝高透磁铜锰坩埚上方，加料仓底部设置加料口，在熔炼过程中按需添加合金元素；
所述可加热石墨铸模系统，具体包括可加热石墨铸模、石墨铸模外部感应线圈加热装置、可离心浇铸平台以及升降结构；可加热石墨铸模固定放置于可离心圆盘上，下接升降杆，周围环绕设置有外部感应线圈加热装置，外接电压65-75V直流电阻式加热电源；根据浇铸需要放置不同形状的石墨铸模，将其加热至生产所需的温度；
本发明所提供的一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的装置，能够将高透磁冷坩埚应用于Ti4822合金电磁熔炼生产。
与现有技术相比，本发明提出的一种高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金方法与装置，有益效果为：
1.本发明提供了一种悬浮熔炼Ti4822合金的方法，在进行合金熔炼时采用合金成分原子比为Ti:Al＝52:48的γ-TiAl合金，是一种成分均匀、结构稳定的钛铝合金，有效避免合金成分氧含量过高问题，可大大降低合金熔炼难度，使得后续添加的合金成分融入更均匀。
2.本发明通过二次加料分瓣仓能够实现合金熔炼过程中铝、铬、铌合金元素的定量添加。熔炼时按照合金熔点由低到高依次加入铝、铬、铌，能有效控制合金成分，使得合金组织均匀细化，并且通过提前加入铝来减少铝的烧损挥发。
3.本发明采用底注法进行浇铸，并通过石墨铸模的预热、离心，实现合金熔液的缓冷。避免因模具与高温熔液温差过大产生熔质偏析问题，给予造渣、气泡充分的上浮时间，避免了因进行氩气保护使得浇铸体内部出现大量气泡的问题。加入离心装置能够加速造渣脱离液芯以及气泡上浮。
4.本发明的半开缝高透磁铜锰坩埚基于Ti4822合金熔炼要求，为提高坩埚透磁性，将坩埚材料由紫铜换为了高透磁铜锰合金，并在坩埚下部进行切缝，该半开缝高透磁铜锰坩埚可利用的磁场一方面来自12道坩埚壁缝，为合金熔炼提供足够的电磁托举力，一方面来自整个坩埚壁面，为合金熔炼提供电磁搅拌力与电磁感应热，与传统分瓣式铜坩埚相比，半开缝高透磁铜锰坩埚透磁性为传统分瓣式铜坩锅的十倍，其透磁性大大提高，将熔炼温度提高至3000℃以上，在铸坯表面可形成足够大的电磁压力，有效提高合金熔液驼峰的高径比，且内部有足够的电磁搅拌力，保证合金成分混合均匀，满足电磁熔炼生产要求。
5.本发明给出上组平行、下组锥形的线圈结构，在悬浮熔炼过程中，锥形线圈结构可提供更大的电磁托举力。本发明给出了电源功率、电源频率、电流强度等运行参数，为该装置的投入使用提供了指导，传统分瓣式铜坩锅由于其透磁性较低，且分瓣结构产生涡流带走大量感应热，热损高，为满足熔炼需要，其电源频率、电流功率较高，电源频率通常为6000-10000Hz，功率为400kW、600kW，而本半开缝高透磁铜锰坩埚透磁性强，能量利用率高，所需电源参数大大降低，能有效节约成本。
6.本发明的可视化控制系统及红外线测温装置能够实现对真空度、水压、合金熔液温度、坩埚温度、真空炉体温度、石墨铸模温度等数据化，便于实时调控，且大大提高了操作过程安全性。
附图说明
图1为半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金装置图；
图中，1为电源装置，2为可视化控制系统，3为红外线测温装置，4为二次加料分瓣仓，右为其立体视图，5为半开缝高透磁铜锰坩埚，6为坩埚底座及其支架，7为石墨铸模外部感应线圈加热装置，8为可离心浇铸平台，9为可加热石墨铸模，10为升降结构，11为水冷腔，12为水冷铜管，13为坩埚外绝缘布，14为水冷入水管道，15为水冷出水管道，16为真空磁悬浮熔炼炉，17为真空机组，18为氩气保护装置；其中，Ⅰ为坩埚外部上组线圈装置，Ⅱ为坩埚外部下组线圈装置；
图2为半开缝高透磁铜锰坩埚及水冷剖视图；
图中，5-1为坩埚未开缝侧壁，5-2为坩埚开缝侧壁，11-1为水冷出水腔，11-2为水冷入水腔，12-1为坩埚上层水冷进水管，12-2为矩形双层水冷铜管外管，12-3为矩形双层水冷铜管内管，12-4为坩埚上层水冷出水管，14为水冷入水管道，15为水冷出水管道，19为水冷层；右图为矩形双层水冷管立体结构；
图3为半开缝高透磁铜锰坩埚分瓣结构剖视图及俯视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金装置，如图1所示，包括电源、可视化控制系统、真空机组、氩气保护装置和真空磁悬浮熔炼炉。其中，电源通过电源箱与可视化控制系统、真空磁悬浮熔炼炉、真空机组和氩气保护装置连接，为可视化控制系统、真空磁悬浮熔炼炉、真空机及氩气机组供电；可视化控制系统通过其内的加料系统、加压系统、报警系统及控温系统与真空磁悬浮熔炼炉进行电连接，根据实时数据调整电源参数；真空机组与真空磁悬浮熔炼炉进行气路连接，根据熔炼需要进行抽真空操作；氩气保护装置通过氩气机组与真空磁悬浮熔炼炉连接，根据熔炼需要输入氩气。
可视化控制系统，包括远程操作系统以及多电偶控温系统，通过插入电偶及红外线探测实现。远程操作系统包括加料系统、加压系统、报警系统，多电偶控温系统包括测温电偶和红外线测温传感器，其内的红外测温传感器设置于真空炉体上方，能够进行冷却水测温、真空腔体测温、合金熔液测温和石墨铸模测温，在真空磁悬浮熔炼炉内部设置测压电偶，对压力进行实时监测，相关数据直接呈现在电脑面板上，实现数据可视化。
真空磁悬浮熔炼炉，在其顶部设置二次加料分瓣仓，其下方为半开缝高透磁铜锰坩埚，坩埚外部水平设置磁感应线圈，并以绝缘布相隔，通过支架与真空磁悬浮熔炼炉壁面连接；对半开缝高透磁铜锰坩埚添加水冷设施，坩埚未开缝侧壁设置水冷层，通过水冷铜管与水冷腔相连，开缝侧壁设置矩形双层水冷铜管并与水冷腔相连，水冷腔置于坩埚底座及其支架上，水冷腔底部设置水冷入水管道与水冷出水管道，坩埚底座及其支架与真空悬浮熔炼炉壁连接固定；真空磁悬浮熔炼炉下部为可加热石墨铸模系统，底部中心设置升降结构，上端连接可离心浇铸平台，上置可加热石墨铸模，铸模外部设置感应加热装置，并与真空磁悬浮熔炼炉壁面连接；真空磁悬浮熔炼炉外部左上方设置红外线测温装置；
半开缝高透磁铜锰坩埚，其结构及水冷剖视图见图2，分瓣结构剖视图及俯视图见图3，采用的材料为高透磁性铜合金，按高透磁性铜合金的原料和配比称量原料，包括的成分及质量百分比为：Mn为32％，Si为0.5％，Ti为0.8％，余量为无氧纯铜，所使用的电解锰、电解铜、海绵钛以及工业硅的纯度均大于99.99％；将原料Mn、Ti按比例混合后装入石墨坩埚中，再置于真空感应炉中，抽真空后，进行一次熔炼，然后按比例加入原料Si、Cu进行二次熔炼，加热至高透磁性铜合金的原料全部熔化后，保温25min后进行三次熔炼，最终得到无气体、高密度成分夹杂的合金熔液；将合金熔液取出，采用一体式浇铸法，机械加工成上部圆柱形、下部半球形坩埚，得到圆筒侧壁内径为130mm，外径为146mm，高为200mm，半球内径130mm，壁厚为8mm的圆筒型坩埚，从坩埚壁中心至半球中心沿圆周均匀加工出12道1mm分缝，高透磁铜锰坩埚外侧环绕安装电磁感应线圈提供电磁力，高透磁铜锰坩埚的工作参数为：电磁感应线圈的电源频率为2500Hz，线圈电流强度在300A，电源功率为100kW。
磁感应线圈为九个环状磁感应线圈，分为坩埚外部上组线圈装置Ⅰ和坩埚外部下组线圈装置Ⅱ，两组线圈之间间距为8mm，两组线圈装置分别接入外部电源；其中，坩埚外部上组线圈装置Ⅰ包含四个线圈，四个线圈平行于坩埚侧壁分布；坩埚外部下组线圈装置Ⅱ包含五个线圈，其中前两个平行于坩埚侧壁分布，后三个从上至下向坩埚内侧倾斜，依次递增15度，最终呈锥状环绕在坩埚开缝侧壁外围；磁感应线圈的内径为160mm，外径为170mm，线圈宽度为30mm，组内线圈之间间距为5mm，顶层线圈距坩埚顶部距离10mm，底层线圈距坩埚底部距离10mm。
水冷设施，包括水冷进水腔、水冷出水腔、水冷入水管道、水冷出水管道以及水冷铜管；坩埚未开缝侧壁内部设置6mm水冷层；坩埚分瓣体内部设置水冷铜管，十二根水冷铜管包括六根进水管，六根出水管，对称分布于坩埚侧壁内；其中一组水冷铜管为坩埚上层水冷出水管与坩埚上层水冷入水管，矩形单层铜管，矩形截面长为20mm，宽为5mm，底部连接水冷腔，上部连接上部水冷层；其余五组为矩形双层水冷铜管，其外管为矩形铜管，矩形截面长为20mm，宽为5mm，内管为圆形铜管，外径为3mm，矩形双层水冷铜管外管连通至水冷出水腔，内部细铜管连通至水冷入水腔。矩形双层水冷铜管顶端距高透磁铜锰坩埚圆柱段中部为8mm，坩埚底部距水冷腔顶部10mm。水冷腔为底面直径152mm、高为100mm圆柱体，内置冷却水，横向中分为上下两个腔室，上层为水冷出水腔，下层为水冷入水腔，底部均匀分布两个内径25mm管道，为水冷入水管道与水冷出水管道；运行时冷却水在水压作用下由进水腔进入细铜管，从顶端缝隙进入铜管夹层，最终汇入出水腔。
坩埚底座为长方形平台，两端通过螺钮以及支架与真空炉体相连，对半开缝高透磁铜锰坩埚以及水冷系统起到支撑作用，在合金熔液熔炼完成后，通过可旋转支架完成浇铸操作。
二次加料分瓣仓为一种圆柱形分瓣式加料仓，沿圆周分成三个仓室，每个仓室放置不同合金元素，如铬、铌、钒。整个分瓣仓置于高透磁铜锰坩埚上方，固定在真空炉顶部，加料仓底部设置加料口，在熔炼过程中可按需添加合金元素。
可加热石墨铸模系统，具体包括可加热石墨铸模、石墨铸模外部感应线圈加热装置、可离心浇铸平台以及升降结构；可加热石墨铸模固定放置于可离心圆盘上，下接升降杆，周围环绕设置有外部感应线圈加热装置，外接电压75V直流电阻式加热电源；根据浇铸需要放置不同形状的石墨铸模，将其加热至生产所需的温度。
在电源功率为150kW，电源电流为300A，电源频率为2000Hz下，采用本半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼装置进行Ti4822合金熔炼，合金熔体驼峰的高径比为1.5:1。
实施例2
一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金装置，与实施例1尺寸结构相同，修改坩埚材料参数为：Mn为30％，Si为0.5％，Ti为0.8％，余量为无氧纯铜，所使用的电解锰、电解铜、海绵钛以及工业硅的纯度均大于99.99％；在电源功率为150kW，电源电流为300A，电源频率为2000Hz下,采用本半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼装置进行Ti4822合金熔炼，合金熔体驼峰的高径比为1.2:1。
对比实施例1与实施例2，高锰低铜坩埚透磁性更强。
实施例3
一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，包括以下步骤：
(1)采用实施例1中的高透磁铜锰坩埚熔炼Ti4822合金装置，其真空熔炼炉为15kg级，坩埚侧壁内径为130mm，外径为146mm，壁厚为8mm，高为200mm，半球内径为130mm；选取自行制备的8900gγ-TiAl、260g纯铝、250g纯铬和450g纯铌作为原料，其中，γ-TiAl的原子比为Ti:Al＝52:48，纯铝、纯铬和纯铌合金纯度均大于99.99％。将纯铝、纯铬和纯铌放置于二次加料分瓣仓中，在二次加料分瓣仓第一格内加入纯铝，第二格内加入纯铬，第三格内加入纯铌，将γ-TiAl放置于高透磁铜锰坩埚内；
(2)对真空磁悬浮熔炼炉的真空腔体抽真空至10-3Pa，然后充入氩气至0.045MPa。对坩埚外线圈施加感应电流，以使合金原料悬浮在所述高透磁铜锰坩埚中心，设置上组线圈输入电流为300A，频率为2000Hz，电源功率为120kW，下组线圈输入电流为200A，频率为3000Hz，电源功率为150kW，熔炼时间为5min，得到悬浮熔体；
(3)调整坩埚外部上组线圈电源参数，开启二次加料分瓣仓，熔炼时，先加入纯铝260g，设置上组线圈输入电流为250A，频率为3000Hz，电源功率为90kW，熔炼时间为3min；然后加入纯铬250g，设置上组线圈输入电流为300A，频率为2500Hz，电源功率为110kW，熔炼时间为4min；最后加入纯铌450g，设置上组线圈输入电流为350A，频率为2000Hz，电源功率为120kW，熔炼时间为5min，进行磁悬浮合金熔炼；纯铝、纯铬、纯铌熔炼完成后，先升高电源功率至150kW进行熔炼，熔炼时间为5min，然后降低功率至100kW进行熔炼，熔炼时间为3min，重复三次后得到静止熔液；
(4)进行步骤(2)的同时开启石墨铸模外线圈电源，设定石墨铸模预热温度为600℃，在真空腔室下部对石墨铸模进行感应加热，达到预热温度时模具停止加热，通过升降系统升至浇铸区；浇铸方法为底注法，石墨铸模设置底层浇道，实现平稳充型，浇铸时间控制在8s；浇铸完成后，在真空悬浮感应熔炼炉内缓慢冷却，缓慢冷却过程中可加热石墨铸模处于离心状态。最终得到符合合金标准的Ti51.2Al48.8Cr2Nb2合金铸锭。
实施例4
一种高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，包括以下步骤：
(1)采用实施例1中的高透磁铜锰坩埚熔炼Ti4822合金装置，其真空熔炼炉为15kg级，坩埚侧壁内径为130mm，外径为146mm，壁厚为8mm，高为200mm，半球内径为130mm；选取自行制备的9000gγ-TiAl、275g纯铝、260g纯铬、465g纯铌作为原料，其中，γ-TiAl的原子比为Ti:Al＝52:48，纯铝、纯铬和纯铌合金纯度均大于99.99％。将纯铝、纯铬和纯铌放置于二次加料分瓣仓中，在二次加料分瓣仓第一格内加入纯铝，第二格内加入纯铬，第三格内加入纯铌，将γ-TiAl放置于高透磁铜锰坩埚内；
(2)对真空磁悬浮熔炼炉的真空腔体抽真空至10-3Pa，然后充入氩气至0.045MPa。对坩埚外线圈施加感应电流，以使合金原料悬浮在所述高透磁铜锰坩埚中心，设置上组线圈输入电流为300A，频率为2000Hz，电源功率为120kW，下组线圈输入电流为200A，频率为3000Hz，电源功率为150kW，熔炼时间为5min，得到悬浮熔体；
(3)调整坩埚外部上组线圈电源参数，开启二次加料分瓣仓，熔炼时，先加入纯铝275g，设置上组线圈输入电流为250A，频率为3000Hz，电源功率为90kW，熔炼时间为3min；然后加入纯铬260g，设置上组线圈输入电流为300A，频率为2500Hz，电源功率为110kW，熔炼时间为4min；最后加入纯铌465g，设置上组线圈输入电流为350A，频率为2000Hz，电源功率为120kW，熔炼时间为5min，进行磁悬浮合金熔炼；纯铝、纯铬、纯铌熔炼完成后，先升高电源功率至150kW进行熔炼，熔炼时间为5min，然后降低功率至100kW进行熔炼，熔炼时间为3min，重复三次后得到静止熔液；
(4)进行步骤(2)的同时开启石墨铸模外线圈电源，设定石墨铸模预热温度为600℃，在真空腔室下部对石墨铸模进行感应加热，达到预热温度时模具停止加热，通过升降系统升至浇铸区；浇铸方法为底注法，石墨铸模设置底层浇道，实现平稳充型，浇铸时间控制在8s；浇铸完成后，在真空悬浮感应熔炼炉内缓慢冷却，缓慢冷却过程中可加热石墨铸模处于离心状态。最终得到符合合金标准的Ti51.8Al48.2Cr2Nb2合金铸锭。
实施例5
本发明提供一种高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，包括以下步骤：
(1)采用实施例1中的高透磁铜锰坩埚熔炼Ti4822合金装置，其真空熔炼炉为15kg级，坩埚侧壁内径为130mm，外径为146mm，壁厚为8mm，高为200mm，半球内径为130mm；选取自行制备的9100gγ-TiAl、300g纯铝、270g纯铬、480g纯铌作为原料，其中，γ-TiAl的原子比为Ti:Al＝52:48，纯铝、纯铬和纯铌合金纯度均大于99.99％。将纯铝、纯铬和纯铌放置于二次加料分瓣仓中，在二次加料分瓣仓第一格内加入纯铝，第二格内加入纯铬，第三格内加入纯铌，将γ-TiAl放置于高透磁铜锰坩埚内；
(2)对真空磁悬浮熔炼炉的真空腔体抽真空至10-3Pa，然后充入氩气至0.045MPa。对坩埚外线圈施加感应电流，以使合金原料悬浮在所述高透磁铜锰坩埚中心，设置上组线圈输入电流为300A，频率为2000Hz，电源功率为120kW，下组线圈输入电流为200A，频率为3000Hz，电源功率为150kW，熔炼时间为5min，得到悬浮熔体；
(3)调整坩埚外部上组线圈电源参数，开启二次加料分瓣仓，熔炼时，先加入纯铝1000g，设置上组线圈输入电流为250A，频率为3000Hz，电源功率为90kW，熔炼时间为3min；然后加入纯铬280g，设置上组线圈输入电流为300A，频率为2500Hz，电源功率为110kW，熔炼时间为4min；最后加入纯铌460g，设置上组线圈输入电流为350A，频率为2000Hz，电源功率为120kW，熔炼时间为5min，进行磁悬浮合金熔炼；纯铝、纯铬、纯铌熔炼完成后，先升高电源功率至150kW进行熔炼，熔炼时间为5min，然后降低功率至100kW进行熔炼，熔炼时间为3min，重复三次后得到静止熔液；
(4)进行步骤(2)的同时开启石墨铸模外线圈电源，设定石墨铸模预热温度为600℃，在真空腔室下部对石墨铸模进行感应加热，达到预热温度时模具停止加热，通过升降系统升至浇铸区；浇铸方法为底注法，石墨铸模设置底层浇道，实现平稳充型，浇铸时间控制在8s；浇铸完成后，在真空悬浮感应熔炼炉内缓慢冷却，缓慢冷却过程中可加热石墨铸模处于离心状态。最终得到符合合金标准的Ti52.3Al47.7Cr2Nb2合金铸锭。
对比实施例3-5，在合金原料比例为9000gγ-TiAl、275g纯铝、260g纯铬、465g纯铌下进行Ti4822合金制备，得到的Ti4822合金成分更符合合金标准。
实施例6
本发明提供一种高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，包括以下步骤：
(1)采用实施例1中的高透磁铜锰坩埚熔炼Ti4822合金装置，其真空熔炼炉为15kg级，坩埚侧壁内径为130mm，外径为146mm，壁厚为8mm，高为200mm，半球内径为130mm；选取自行制备的9000gγ-TiAl、275g纯铝、260g纯铬、465g纯铌作为原料，其中，γ-TiAl的原子比为Ti:Al＝52:48，纯铝、纯铬和纯铌合金纯度均大于99.99％。将纯铝、纯铬和纯铌放置于二次加料分瓣仓中，在二次加料分瓣仓第一格内加入纯铝，第二格内加入纯铬，第三格内加入纯铌，将γ-TiAl放置于高透磁铜锰坩埚内；
(2)对真空磁悬浮熔炼炉的真空腔体抽真空至10-3Pa，然后充氩气至0.045MPa。对坩埚外线圈施加感应电流，以使合金原料悬浮在所述高透磁铜锰坩埚中心，设置上组线圈输入电流为300A，频率为1800Hz，电源功率为120kW，下组线圈输入电流为200A，频率为2800Hz，电源功率为150kW，熔炼时间为5min，得到悬浮熔体；
(3)调整坩埚外部上组线圈电源参数，开启二次加料分瓣仓，熔炼时，先加入纯铝275g，设置上组线圈输入电流为250A，频率为2800Hz，电源功率为90kW，熔炼时间为3min；然后加入纯铬260g，设置上组线圈输入电流为300A，频率为2000Hz，电源功率为110kW，熔炼时间为4min；最后加入纯铌465g，设置上组线圈输入电流为350A，频率为1800Hz，电源功率为120kW，熔炼时间为5min，进行磁悬浮合金熔炼；纯铝、纯铬、纯铌熔炼完成后，先升高电源功率至150kW进行熔炼，熔炼时间为5min，然后降低功率至100kW进行熔炼，熔炼时间为3min，重复三次后得到静止熔液；
(4)进行步骤(2)的同时开启石墨铸模外线圈电源，设定石墨铸模预热温度为600℃，在真空腔室下部对石墨铸模进行感应加热，达到预热温度时模具停止加热，通过升降系统升至浇铸区；浇铸方法为底注法，石墨铸模设置底层浇道，实现平稳充型，浇铸时间控制在8s；浇铸完成后，在真空悬浮感应熔炼炉内缓慢冷却，缓慢冷却过程中可加热铸模处于离心状态。最终得到符合合金标准的Ti4822合金铸锭。
实施例7
本发明提供一种高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，包括以下步骤：
(1)采用实施例1中的高透磁铜锰坩埚熔炼Ti4822合金装置，其真空熔炼炉为15kg级，坩埚侧壁内径为130mm，外径为146mm，壁厚为8mm，高为200mm，半球内径为130mm；选取自行制备的9000gγ-TiAl、275g纯铝、260g纯铬、465g纯铌作为原料，其中，γ-TiAl的原子比为Ti:Al＝52:48，纯铝、纯铬和纯铌合金纯度均大于99.99％。将纯铝、纯铬和纯铌放置于二次加料分瓣仓中，在二次加料分瓣仓第一格内加入纯铝，第二格内加入纯铬，第三格内加入纯铌，将γ-TiAl放置于高透磁铜锰坩埚内；
(2)对真空磁悬浮熔炼炉的真空腔体抽真空至10-3Pa，然后充氩气至0.045MPa。对坩埚外线圈施加感应电流，以使合金原料悬浮在所述高透磁铜锰坩埚中心，设置上组线圈输入电流为250A，频率为1900Hz，电源功率为100kW，下组线圈输入电流为175A，频率为2900Hz，电源功率为125kW，熔炼时间为5min；
(3)调整坩埚外部上组线圈电源参数，开启二次加料分瓣仓，熔炼时，先加入纯铝275g，设置上组线圈输入电流为225A，频率为2900Hz，电源功率为85kW，熔炼时间为3min；然后加入纯铬260g，设置上组线圈输入电流为275A，频率为2250Hz，电源功率为100kW，熔炼时间为4min；最后加入纯铌465g，设置上组线圈输入电流为325A，频率为1900Hz，电源功率为115kW，熔炼时间为5min，进行磁悬浮合金熔炼；纯铝、纯铬、纯铌熔炼完成后，先升高电源功率至150kW进行熔炼，熔炼时间为5min，然后降低功率至100kW进行熔炼，熔炼时间为3min，重复三次后得到静止熔液；
(4)进行步骤(2)的同时开启石墨铸模外线圈电源，设定石墨铸模预热温度为550℃，在真空腔室下部对石墨铸模进行感应加热，达到预热温度时模具停止加热，通过升降系统升至浇铸区；浇铸方法为底注法，石墨铸模设置底层浇道，实现平稳充型，浇铸时间控制在8s；浇铸完成后，在真空悬浮感应熔炼炉内缓慢冷却，缓慢冷却过程中可加热铸模处于离心状态。最终得到符合合金标准的Ti4822合金铸锭。
实施例8
本发明提供一种高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，包括以下步骤：
(1)采用实施例1中的高透磁铜锰坩埚熔炼Ti4822合金装置，其真空熔炼炉为15kg级，坩埚侧壁内径为130mm，外径为146mm，壁厚为8mm，高为200mm，半球内径为130mm；选取自行制备的9000gγ-TiAl、275g纯铝、260g纯铬、465g纯铌作为原料，其中，γ-TiAl的原子比为Ti:Al＝52:48，纯铝、纯铬和纯铌合金纯度均大于99.99％。将纯铝、纯铬和纯铌放置于二次加料分瓣仓中，在二次加料分瓣仓第一格内加入纯铝，第二格内加入纯铬，第三格内加入纯铌，将γ-TiAl放置于高透磁铜锰坩埚内；
(2)对真空磁悬浮熔炼炉的真空腔体抽真空至10-3Pa，然后充氩气至0.045MPa。对坩埚外线圈施加感应电流，以使合金原料悬浮在所述高透磁铜锰坩埚中心，设置上组线圈输入电流为200A，频率为1800Hz，电源功率为80kW，下组线圈输入电流为150A，频率为2800Hz，电源功率为100kW，熔炼时间为5min，得到悬浮熔体；
(3)调整坩埚外部上组线圈电源参数，开启二次加料分瓣仓，熔炼时，先加入纯铝275g，设置上组线圈输入电流为200A，频率为2800Hz，电源功率为80kW，熔炼时间为3min；然后加入纯铬260g，设置上组线圈输入电流为250A，频率为2000Hz，电源功率为90kW，熔炼时间为4min；最后加入纯铌465g，设置上组线圈输入电流为300A，频率为1800Hz，电源功率为110kW，熔炼时间为5min，进行磁悬浮合金熔炼，；纯铝、纯铬、纯铌熔炼完成后，先升高电源功率至150kW进行熔炼，熔炼时间为5min，然后降低功率至100kW进行熔炼，熔炼时间为3min，重复三次后得到静止熔液；
(4)进行步骤(2)的同时开启石墨铸模外线圈电源，设定石墨铸模预热温度为500℃，在真空腔室下部对石墨铸模进行感应加热，达到预热温度时模具停止加热，通过升降系统升至浇铸区；浇铸方法为底注法，石墨铸模设置底层浇道，实现平稳充型，浇铸时间控制在8s；浇铸完成后，在真空悬浮感应熔炼炉内缓慢冷却，缓慢冷却过程中可加热铸模处于离心状态。最终得到符合合金标准的Ti4822合金铸锭。
对比实施例6-8得到的Ti4822合金，发现实施例6电源参数下，也就是在高功率高电流低频率电源参数下得到的Ti4822合金成分更为均匀。
对比例1
一种常规分瓣式坩埚磁悬浮熔炼装置，坩埚材料为纯铜，坩埚尺寸与实施例1相同，为圆筒侧壁内径为130mm，外径为146mm，高为200mm，半球内径130mm，壁厚为8mm的圆筒型坩埚，周边切24道缝，线圈组为单组线圈，线圈数为九个，将原料直接全部放入分瓣式坩埚中，在电源功率为300kW，电源电流为1000A，电源频率为3000Hz下进行Ti4822合金熔炼，得到的合金成分不均匀，内部含有造渣以及气泡，且熔炼过程成本较高。使用该装置进行Ti4822合金熔炼，合金熔体驼峰的高径比为1:1。在电源功率为300kW，电源电流为1000A，电源频率为3000Hz下采用本半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼装置进行Ti4822合金熔炼，合金熔体驼峰的高径比为3:1，即相比于常规分瓣式坩埚磁悬浮熔炼装置，本发明装置透磁性更强，电磁力更大，熔炼效果更好。
对比例2
一种常规分瓣式坩埚磁悬浮熔炼装置，坩埚材料为纯铜，坩埚尺寸与实施例1相同，为圆筒侧壁内径为130mm，外径为146mm，高为200mm，半球内径130mm，壁厚为8mm的圆筒型坩埚，周边切24道缝，线圈组为单组线圈，线圈数为九个，将原料直接全部放入分瓣式坩埚中，在电源功率为300kW，电源电流为1000A，电源频率为3000Hz下进行Ti4822合金熔炼，合金熔体驼峰的高径比为1:1。在电源功率为150kW，电源电流为300A，电源频率为3000Hz下,采用本半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼装置进行Ti4822合金熔炼，合金熔体驼峰的高径比为1:1，即在达到相同熔炼效果时，本装置的电源功率为常规分瓣式坩埚磁悬浮熔炼装置的一半，节能效果显著。
上面所述仅是发明专利的基本原理，并非对本发明做任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (8)

1.一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取原料，将纯铌，纯铬，纯铝分别置于二次加料分瓣仓的不同仓中，将γ-TiAl合金放置于高透磁铜锰坩埚内；
(2)对真空感应炉抽真空至不高于10-3Pa，然后充入惰性气体氩气至不低于0.045MPa；对坩埚外线圈施加感应电流，对γ-TiAl合金进行悬浮熔炼后得到悬浮熔体；
(3)调整坩埚外部上组线圈电源参数，开启二次加料分瓣仓，向高透磁铜锰坩埚先加入纯铝，再加入纯铬，最后加入纯铌，进行磁悬浮熔炼，合金熔炼完成后进行三次升降功率熔炼，最终得到静止熔液；
(4)进行步骤(2)的同时，开启石墨铸模外线圈电源，对石墨铸模进行预热，达到预热温度500-600℃后停止加热，通过升降装置到达浇铸点，进行浇铸；浇铸完成后，在真空感应炉内缓慢冷却，得到Ti4822合金铸锭；
所述Ti4822具体为Ti-48Al-2Cr-2Nb。
2.根据权利要求1所述的一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，原料γ-TiAl合金、纯铝、纯铬和纯铌的质量比为(89-91)：(2.6-3.0)：(2.5-2.7)：(4.5-4.8)，所述原料γ-TiAl中钛：铝原子比为52：48，纯铝、纯铬和纯铌合金纯度均大于99.99％。
3.根据权利要求1所述的一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，坩埚外线圈设有上下两组，设置上组线圈输入电流为200-300A，频率为1800-2000Hz，电源功率为80-120kW，下组线圈输入电流为150-200A，频率为2800-3000Hz，电源功率为100-150kW，熔炼时间为3-5min。
4.根据权利要求1所述的一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，下组线圈电源参数不变，与步骤(2)中相同，调整上组线圈电源参数；熔炼纯铝时，设置上组线圈输入电流为200-250A，频率为2800-3000Hz，电源功率为80-90kW，熔炼时间为2-3min；熔炼纯铬时，设置上组线圈输入电流为250-300A，频率为2000-2500Hz，电源功率为90-110kW，熔炼时间为3-4min；熔炼纯铌时，设置上组线圈输入电流为300-350A，频率为1800-2000Hz，电源功率为110-120kW，熔炼时间为3-5min。
5.根据权利要求1所述的一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，纯铝、纯铬、纯铌熔炼完成后，先升高电源功率至150kW进行熔炼，熔炼时间为3-5min，然后降低功率至100kW进行熔炼，熔炼时间为2-3min，重复三次后得到静止熔液。
6.一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的装置，其特征在于，用于实现权利要求1-5任意一项所述方法，由电源、可视化控制系统、真空机组、氩气保护装置和真空磁悬浮熔炼炉组成；
所述电源、可视化控制系统、真空机组、氩气保护装置和真空磁悬浮熔炼炉并列分布；电源通过电源箱与可视化控制系统、真空磁悬浮熔炼炉、真空机组和氩气保护装置进行电连接，可视化控制系统通过其内的加料系统、加压系统、报警系统及控温系统与真空磁悬浮熔炼炉进行电连接，真空机组与真空磁悬浮熔炼炉进行气路连接，氩气保护装置与真空磁悬浮熔炼炉进行气路连接；
所述真空磁悬浮熔炼炉，包括半开缝高透磁铜锰坩埚、两组磁感应线圈、水冷设施、可加热石墨铸模系统，二次加料分瓣仓，坩埚底座及其支架；所述水冷设施，包括在坩埚未开缝侧壁内部设置水冷层以及在坩埚开缝侧壁内部设置水冷铜管。
7.根据权利要求6所述的一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的装置，其特征在于，所述半开缝高透磁铜锰坩埚，采用的材料为高透磁性铜锰合金，包含的成分及质量百分比为：Mn为30-32％，Si为0.3-0.5％，Ti为0.5-0.8％，余量为无氧纯铜，原料的纯度均大于99.99％；半开缝高透磁铜锰坩埚为上部圆筒、下部半球型，从坩埚壁中心至半球中心沿圆周均匀加工有12道分缝；其圆筒侧壁内径为130-150mm，外径为146-166mm，高为200-220mm，半球内径130-150mm，壁厚为8mm。
8.根据权利要求6所述的一种半开缝高透磁铜锰坩埚悬浮熔炼Ti4822合金的装置，其特征在于，所述磁感应线圈为九个环状磁感应线圈，分为坩埚外部上组线圈装置Ⅰ和坩埚外部下组线圈装置Ⅱ，两组线圈之间间距为5-8mm，两组线圈装置分别接入外部电源；其中，坩埚外部上组线圈装置Ⅰ包含四个线圈，四个线圈平行于坩埚侧壁分布；坩埚外部下组线圈装置Ⅱ包含五个线圈，其中前两个平行于坩埚侧壁分布，后三个从上至下向坩埚内侧倾斜，依次递增15度，最终呈锥状环绕在坩埚开缝侧壁外围；磁感应线圈的内径为160-170mm，外径为170-180mm，线圈宽度为25-35mm，组内线圈之间间距为3-5mm，顶层线圈距坩埚顶部距离5-10mm，底层线圈距坩埚底部距离5-10mm。
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