CN213932031U - 一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，包括感应线圈、真空炉体和安装在真空炉体内的坩埚和铸模，所述坩埚外侧开设有螺旋槽，所述感应线圈嵌入安装在螺旋槽内，所述螺旋槽内壁和感应线圈之间贴覆有刚玉保护层，所述坩埚的内壁和上缘上镀覆有氮化硼保护层，所述铸模设置在坩埚的侧下方，所述坩埚上连接有配合铸模开口位置的旋转驱动臂，所述铸模上方架设有与铸模开口配合的驱动下压板，本实用新型的优点在于实现了坩埚与铸模的分离，当部件发生损坏时便于更换部件，同时实现了坩埚加热和铸模过程的电控，减少了人工移动物料的步骤，降低了生产成本和安全风险。

Description

一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置

技术领域

本实用新型涉及金属加工领域，具体地说，是一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置。

背景技术

真空感应炉大约始于1920年，适用于熔炼镍钴合金。直到第2次世界大战，由于真空技术的进步使真空感应炉熔炼才开始真正发展起来。

高纯镍、钴及合金主要用于航空航天、军工等装备方面的结构材料及关键部件，以及装饰材料、磁性薄膜材料和大规模集成电路接触层材料等领域，随着各领域技术的飞速发展和逐渐成熟，对高纯镍、钴及合金材料的需求日益增加，但是材料生产技术有待提高，目前所发表文献中提到的生产高纯镍、钴及合金的常用方法，不外乎电子束炉熔炼(成本高、物理质量不易控制)和以氧化物、石墨材质的坩埚、铸模进行真空感应熔炼(坩埚、铸模寿命短，并易污染熔液)。

使用氧化物坩埚和铸模进行真空感应炉熔炼镍钴及其合金，坩埚中的杂质易进入熔液，影响产品品质，还会有部分金属熔液粘接在坩埚壁，不易清理，造成金属量损失，理想状态下坩埚寿命在10～20炉次，每次更换坩埚均需拆炉、筑炉作业，增加了操作人员劳动强度；同时熔液在氧化物铸模内成型后，每次取出铸锭必须将铸模人为损坏，成本增加，铸锭表面质量差，需要深度扒皮，成材率低。

使用石墨坩埚和铸模进行真空感应炉熔炼镍钴及其合金，虽然铸锭成型后脱模容易，但是从理论和实践均说明高温下金属镍、钴与石墨发生反应，会严重损坏石墨坩埚，产品中碳杂质污染严重，不满足下游客户的使用要求。

熔炼镍钴及其合金使用熔点高的金属坩埚(如钨、铱)和整体的氮化硼坩埚，价格太贵，一旦损坏无法修复，必须整体更换，经济成本不合算。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置。

技术方案：本实用新型所述一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，包括感应线圈、真空炉体和安装在真空炉体内的坩埚和铸模，其特征在于：所述坩埚外侧开设有螺旋槽，所述感应线圈嵌入安装在螺旋槽内，所述螺旋槽内壁和感应线圈之间贴覆有刚玉保护层，所述坩埚的内壁和上缘上镀覆有氮化硼保护层，所述铸模设置在坩埚的侧下方，所述坩埚上连接有配合铸模开口位置的旋转驱动臂，所述铸模上方架设有与铸模开口配合的驱动下压板。

作为优选的，所述驱动下压板包括设置在铸模开口正上方且与铸模配合的水平压实板和连接在水平压实板上的伺服电动丝杆。

作为优选的，所述旋转驱动臂包括一端连接在真空炉体内壁上的水平液压伸缩杆和转接在水平液压伸缩杆端点上的转动杆，所述转动杆相背于水平液压伸缩杆的一端连接在坩埚上。

作为优选的，所述水平液压伸缩和转动杆均设有两组，两组所述水平液压伸缩和转动杆分别安装在坩埚的两侧。

作为优选的，所述水平液压伸缩和转动杆上均镀覆有氮化硼保护层。

作为优选的，所述铸模的开口上缘和内壁上均镀覆有氮化硼保护层。

作为优选的，所述铸模和真空炉体之间连接有绝热支脚。

本实用新型相比于现有技术有具有以下有益效果：(1)实现了坩埚与铸模的分离，当部件发生损坏时便于更换部件而不必将坩埚和铸模整体进行更换，降低了设备维护成本；

(2)通过在坩埚上安装旋转驱动臂，坩埚内的金属完全熔融后控制旋转驱动臂带动坩埚翻转，将熔融的镍钴合金倾倒入铸模中实现浇筑作业，实现了坩埚加热和铸模过程的电控，减少了人工移动物料的步骤，降低了生产成本和安全风险；

(3)配置驱动下压板以实现对铸模中熔融态镍钴合金的压紧压实，排出其内部的微小气泡，提高了制得的镍钴合金锭的质量。

附图说明

图1为本实用新型一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置的结构示意图。

图中：1、真空炉体；2、坩埚；3、铸模；4、感应线圈；5、旋转驱动臂；51、水平液压伸缩杆；52、转动杆；6、驱动下压板；61、水平压实板； 62、伺服电动丝杆。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，包括感应线圈4、真空炉体1和安装在真空炉体1内的坩埚2和铸模3，坩埚2外侧开设有螺旋槽，感应线圈4嵌入安装在螺旋槽内，螺旋槽内壁和感应线圈4之间贴覆有刚玉保护层，坩埚2的内壁和上缘上镀覆有氮化硼保护层，铸模3 设置在坩埚2的侧下方，坩埚2上连接有配合铸模3开口位置的旋转驱动臂5，铸模3上方架设有与铸模3开口配合的驱动下压板6。

本实用新型提供的技术方案给出了如下的技术进步：

(1)实现了坩埚2与铸模3的分离，当部件发生损坏时便于更换部件而不必将坩埚2和铸模3整体进行更换，降低了设备维护成本；

(2)通过在坩埚2上安装旋转驱动臂5，坩埚2内的金属完全熔融后控制旋转驱动臂5带动坩埚2翻转，将熔融的镍钴合金倾倒入铸模3中实现浇筑作业，实现了坩埚2加热和铸模3过程的电控，减少了人工移动物料的步骤，降低了生产成本和安全风险；

(3)配置驱动下压板6以实现对铸模3中熔融态镍钴合金的压紧压实，排出其内部的微小气泡，提高了制得的镍钴合金锭的质量。

驱动下压板6包括设置在铸模3开口正上方且与铸模3配合的水平压实板61和连接在水平压实板61上的伺服电动丝杆62。以伺服电动丝杆62 驱动水平压实板61构建驱动下压板6这一部件可以实现对铸模3内熔融态镍钴合金的步进式缓慢加压，可以提高气泡排出效率，同时也避免了破坏镍钴合金合金锭的内部结构。

旋转驱动臂5包括一端连接在真空炉体1内壁上的水平液压伸缩杆51 和转接在水平液压伸缩杆51端点上的转动杆52，转动杆52相背于水平液压伸缩杆51的一端连接在坩埚2上，水平液压伸缩和转动杆52均设有两组，两组水平液压伸缩和转动杆52分别安装在坩埚2的两侧。驱动坩埚2 倾倒熔融态镍钴合金时，首先水平液压伸缩杆51工作将坩埚2驱动到铸模 3的正上方，而后转动杆52驱动坩埚2翻转，实现倾倒动作。

坩埚2、铸模3、水平液压伸缩和转动杆52上均镀覆有氮化硼保护层以起到高温保护避免部件不能耐受高温导致损毁的效果。

铸模3和真空炉体1之间连接有绝热支脚，避免熔融态的镍钴金属在铸模3中的成型过程中温度过高并导热至真空炉体1上致使真空炉体1温度过高发生损坏。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。

而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，包括感应线圈、真空炉体和安装在真空炉体内的坩埚和铸模，其特征在于：所述坩埚外侧开设有螺旋槽，所述感应线圈嵌入安装在螺旋槽内，所述螺旋槽内壁和感应线圈之间贴覆有刚玉保护层，所述坩埚的内壁和上缘上镀覆有氮化硼保护层，所述铸模设置在坩埚的侧下方，所述坩埚上连接有配合铸模开口位置的旋转驱动臂，所述铸模上方架设有与铸模开口配合的驱动下压板。

2.根据权利要求1所述的一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，其特征在于：所述驱动下压板包括设置在铸模开口正上方且与铸模配合的水平压实板和连接在水平压实板上的伺服电动丝杆。

3.根据权利要求1所述的一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，其特征在于：所述旋转驱动臂包括一端连接在真空炉体内壁上的水平液压伸缩杆和转接在水平液压伸缩杆端点上的转动杆，所述转动杆相背于水平液压伸缩杆的一端连接在坩埚上。

4.根据权利要求3所述的一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，其特征在于：所述水平液压伸缩和转动杆均设有两组，两组所述水平液压伸缩和转动杆分别安装在坩埚的两侧。

5.根据权利要求3所述的一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，其特征在于：所述水平液压伸缩和转动杆上均镀覆有氮化硼保护层。

6.根据权利要求1所述的一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，其特征在于：所述铸模的开口上缘和内壁上均镀覆有氮化硼保护层。

7.根据权利要求1所述的一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，其特征在于：所述铸模和真空炉体之间连接有绝热支脚。

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