CN201300191Y - 一种用于Sn-Ti合金熔炼的浇注模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于Sn－Ti合金熔炼的浇注模具，包括水冷铜模主体、与水冷铜模主体底部固连的水冷铜模底座，水冷铜模底座的两端部分别设置有底座进水口和底座出水口，水冷铜模主体的侧壁由内壁和外壁组成，内、外壁之间形成空腔，水冷铜模主体靠近上端和靠近下端处分别设置有与空腔相通的主体出水口和主体进水口，水冷铜模主体上端放置有石墨浇注帽口，石墨浇注帽口下端部的内径小于上端部的内径，并且石墨浇注帽口下端部出口的内径小于水冷铜模主体内壁的内径。使得高温熔融金属液体直接浇铸于带有石墨底垫的水冷铜模底座上，而不会冲刷水冷铜模主体的内壁，保护了水冷铜模主体，增加了其使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于冶金工具技术领域，涉及一种适用于满足ITER用内锡法Nb3Sn股线生产需要的Sn基Sn-Ti合金熔炼用浇注模具。
背景技术
Nb3Sn超导股线由于具有优异的高场性能而被广泛应用于各种高场领域。在内锡法Nb3Sn股线中添加元素Ti可提高热处理时Nb3Sn相的形成速率进而提高其高场性能，另外Ti元素的添加提高了锡基体的强度有利于股线的长线加工。在Nb3Sn股线制备过程中添Ti的方式有多种，目前普遍采用含Ti的Sn基合金代替纯Sn达到添Ti的目的。日本和美国的技术采用无搅拌的微波炉做熔炼手段，以Sn和纯Ti片做原料，铸铁或不锈钢和Cu模做浇注模；中国技术采用具有电磁搅拌功能的中频感应炉作为熔炼手段，用Sn-Ti中间合金代替纯Ti片，用冷却能力好的水冷铜模作为浇注模具。但由于纯Sn与Ti熔点、密度(TmSn＝231.9℃和TmTi＝1668.0℃、ρSn＝7.27g/cm3和ρTi＝4.51g/cm3)的巨大差异，为了制备满足内锡法Nb3Sn超导股线制备需要，在Sn-Ti合金的熔炼与浇铸过程必须在高温1400～1500℃甚至更高阶段完成，所以无论是铸铁、不锈钢还是铜浇铸模在浇铸过程都极易损坏，导致材料的制作成本增加，而且效率不高，不适合工业化生产。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于Sn-Ti合金熔炼的浇注模具，避免了高温熔融金属液体对水冷铜模主体内壁的冲刷，并且容易脱模。
本实用新型所采用的技术方案是，用于Sn-Ti合金熔炼的浇注模具，包括水冷铜模主体、与水冷铜模主体底部固连的水冷铜模底座，水冷铜模底座的两端部分别设置有底座进水口和底座出水口，水冷铜模主体的侧壁由内壁和外壁组成，内、外壁之间形成空腔，水冷铜模主体靠近上端和靠近下端处分别设置有与空腔相通的主体出水口和主体进水口，水冷铜模主体上端放置有石墨浇注帽口，石墨浇注帽口下端部的内径小于上端部的内径，并且石墨浇注帽口下端部出口的内径小于水冷铜模主体内壁的内径。
本发明的特征还在于：
石墨浇注帽口下端部出口的内径为水冷铜模主体内壁内径的1/2。
水冷铜模主体内壁为上大下小的圆锥台形。
本实用新型的模具，采用上端大、下端小的石墨浇注帽口，并且石墨浇注帽口的下端开口处与水冷铜模主体的内壁不接触，使得高温熔融金属液体直接浇铸于带有石墨底垫的水冷铜模底座上，而不会冲刷水冷铜模主体的内壁，保护了水冷铜模主体，增加了其使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型模具的结构示意图。
图中，1.石墨浇注帽口，2.水冷铜模主体，3水冷铜模底座，4.主体出水口，5.主体进水口，6.底座进水口，7.底座出水口，8.空腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型浇注模具的结构如图1所示，用于Sn-Ti合金熔炼的浇注模具，包括设置有底座进水口6和底座出水口7的水冷铜模底座3，在水冷铜模底座3上固定有内壁直径上大下小的水冷铜模主体2，水冷铜模主体2的内壁与外壁之间形成空腔，在水冷铜模主体2外壁的上端开有与空腔8相连的主体出水口4，在水冷铜模主体2外壁的下端开有与空腔8相连的主体进水口5，在水冷铜模主体2的顶端还固定有石墨浇注帽口1，石墨浇注帽口1内部呈“漏斗”型，石墨浇注帽口1的下端开口处的内径要小于水冷铜模主体2的内径的1/2，并且石墨浇注帽口1的下端开口处与水冷铜模主体2的内壁有一定距离。
将原料置于坩锅中，当温度升至原料完全熔化，保温精练一段时间后，通过石墨浇注帽口1将原料浇注于水冷铜模主体2中，得到Sn-Ti合金铸锭。采用非对称式“漏斗状”的石墨浇注帽口1，石墨浇注帽口1的下端开口与水冷铜模主体2内壁之间有一定距离，高温熔融金属液体直接浇铸于带有石墨底垫的水冷铜模底座3上，从而有效避免了高温熔融金属液体对水冷铜模主体2内壁的冲刷，保护了水冷铜模主体2，增加了其使用寿命。水冷铜模主体2的内壁直径上大下小，使得脱模容易，延长了模具使用寿命，降低了生产成本。并且采用本实用新型模具获得的Sn-Ti合金锭其Sn/Ti颗粒细小且很好的弥散于Sn基体中，能够满足ITER用Nb3Sn股线批量生产需要。
Claims (3)
1.一种用于Sn-Ti合金熔炼的浇注模具，包括水冷铜模主体(2)、与水冷铜模主体(2)底部固连的水冷铜模底座(3)，水冷铜模底座(3)的两端部分别设置有底座进水口(6)和底座出水口(7)，其特征在于，所述的水冷铜模主体(2)的侧壁由内壁和外壁组成，内、外壁之间形成空腔(8)，所述水冷铜模主体(2)靠近上端和靠近下端处分别设置有与空腔(8)相通的主体出水口(4)和主体进水口(5)，所述的水冷铜模主体(2)上端放置有石墨浇注帽口(1)，石墨浇注帽口(1)下端部的内径小于上端部的内径，并且石墨浇注帽口(1)下端部出口的内径小于水冷铜模主体(2)内壁的内径。
2.按照权利要求1所述的浇注模具，其特征在于，所述石墨浇注帽口(1)下端部出口的内径为水冷铜模主体(2)内壁内径的1/2。
3.按照权利要求1所述的浇注模具，其特征在于，所述水冷铜模主体(2)内壁为上大下小的圆锥台形。
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