CN216448601U - 一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，属于合金铸造炉领域。一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，包括：铸造炉本体、加热坩埚、电磁搅拌器、高频感应电源和旋转电极；所述铸造炉为双层组合壳体；所述组合壳体由内壳体和外壳体组成；所述内壳体和所述外壳体设置有水冷层；所述铸造炉设置有旋转电极；所述旋转电极设置有加热线圈；所述加热线圈缠绕在所述加热坩埚的外侧；所述加热坩埚与所述加热线圈固定安装；与现有技术相比，本申请的熔炼腔体采用双层不锈钢的结构，中间水冷层，可以有效避免高温热辐射对腔体上面的硅胶密封件的损坏，减小密封圈老化的速度。提高设备使用寿命。

Description

一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉

技术领域

本实用新型涉及合金铸造炉领域，具体涉及一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉。

背景技术

随着现代工业技术的迅猛发展，人们对机械零件的使用要求越来越高，愈加严苛的使用环境对金属材料的耐高温，耐磨，抗疲劳等性能提出了更高的要求。对于某些特定1700-2300摄氏度熔点的高温材料的金属合金材料，无论是前期研发试验，还是后期的大批量生产投入使用，研究或得到高性能的金属合金材料都需要一个高温金属熔炼铸造设备。

但是目前的金属熔炼铸造设备为了提高合金的内部成分均匀分布，普遍采用结构都较为复杂的机械式搅拌桨，这种结构，可以在低温下通过搅拌使合金分布更加均匀，但是一旦桨与材料接触，多少都会产生中间产物，都会有材料黏在搅拌桨上面，对于贵金属，无疑增加了研发成本，另外对于1700-2300摄氏度熔点的合金材料搅拌，目前市场上，很难选到合适的材料作为搅拌桨使用；因此，提出一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，包括：铸造炉本体、加热坩埚、电磁搅拌器、高频感应电源和旋转电极；

所述铸造炉为双层组合壳体；所述组合壳体由内壳体和外壳体组成；所述内壳体和所述外壳体设置有水冷层；所述铸造炉设置有旋转电极；所述旋转电极设置有加热线圈；所述加热线圈缠绕在所述加热坩埚的外侧；所述加热坩埚与所述加热线圈固定安装；所述铸造炉在所述加热坩埚的下方设置有电磁搅拌器；所述铸造炉在所述电磁搅拌器的下方设置有收料坩埚；所述电磁搅拌器内部设置有环形孔；所述收料坩埚布置在所述环形孔的下方；所述加热线圈通过所述旋转电极与高频感应电源连接；所述铸造炉连接有真空泵；所述铸造炉靠近所述加热坩埚的一端固定安装有电磁电极。

进一步地，所述加热坩埚的形状为柱形；所述加热坩埚的容量为300毫升；所述铸造炉的尺寸为300mmX300mmX300mm。

进一步地，所述加热坩埚在所述铸造炉内的最高温度为2300摄氏度。

进一步地，所述铸造炉在所述加热坩埚的上方设置有红外探测窗口；所述铸造炉在所述红外探测窗口处设置有红外探测器。

进一步地，所述铸造炉还包括前盖板；所述前盖板与所述铸造炉转动连接；所述前盖板设置有观察玻璃。

进一步地，所述铸造炉在靠近所述红外探测器的一端设置有压力表、排气口和进气口；所述铸造炉靠近所述加热坩埚的一侧设置有安全阀。

本实用新型还提供一种超高温合金材料的制备方法，包括以下步骤；

将将原材料放入加热坩埚中，通过真空泵对腔体进行抽气补气，共三次，直至将铸造炉的内部气体置换为保护气，并通过真空泵调整铸造炉的内部压强；

通过红外温控系统，控制高频感应电源，控制铸造炉的温度逐步上升至2300摄氏度；

启动电磁搅拌器和电磁电极改变磁场，可进行旋转搅拌、直线搅拌和双边行波磁场产生的旋转搅拌，并通过在循环水注入冷却液对电磁搅拌器进行降温；

搅拌结束后，将合金液倒入收料坩埚中，根据需要选择冷却液辅助冷却或者自然冷却。

本实用新型的有益效果：

本实用新型熔炼腔体采用双层不锈钢的结构，中间水冷层，可以有效避免高温热辐射对腔体上面的硅胶密封件的损坏，减小密封圈老化的速度。提高设备使用寿命。本实用新型通过采用电磁搅拌器对样品合金液在1700-2300摄氏度中电磁力搅拌，保证搅拌效果，避免机械搅拌桨搅拌带来的污染及高温下搅拌桨的选材困难。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本申请的立体结构示意图；

图2为本申请的剖视示意图；

图3为本申请的左视示意图；

图4为本申请的俯视示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，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“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1-图4所示，一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，其特征在于，包括：铸造炉本体、加热坩埚10、电磁搅拌器14、高频感应电源12和旋转电极13；所述铸造炉为双层组合壳体；所述组合壳体由内壳体和外壳体组成；所述内壳体和所述外壳体设置有水冷层；所述铸造炉设置有旋转电极13；所述旋转电极13设置有加热线圈11；所述加热线圈11缠绕在所述加热坩埚10的外侧；所述加热坩埚10与所述加热线圈11固定安装；所述铸造炉在所述加热坩埚10的下方设置有电磁搅拌器14；所述铸造炉在所述电磁搅拌器14的下方设置有收料坩埚15；所述电磁搅拌器14内部设置有环形孔；所述收料坩埚15布置在所述环形孔的下方；所述加热线圈11通过所述旋转电极13与高频感应电源12连接；所述铸造炉连接有真空泵；所述铸造炉靠近所述加热坩埚10的一端固定安装有电磁电极4。通过上述结构，通过高频感应电源12和加热线圈11进行加热，使得加热温度最高达2300摄氏度，通过双层组合壳体设计，使得铸造炉内部保持高温，水冷层降低铸造炉外部温度，以便于操作员观察；同时通过向水槽通入冷却液对电磁搅拌器14进行水冷降温，防止电磁搅拌器14过热损坏。通过控制电磁电极4和电磁搅拌器14产生不同的磁场，使得电磁力对坩埚内部的合金溶液进行旋转搅拌、直线搅拌和双边行波磁场产生的旋转搅拌，从而对合金溶液进行充分搅拌，以保证合金溶液的均匀性。

在一些实施例中，加热坩埚10的形状为柱形；加热坩埚10的容量为300毫升；铸造炉的尺寸为300mmX300mmX300mm；按照上述尺寸设计，便于维持铸造炉内部的温度，从而满足高熵类合金的熔点需求。

在一些实施例中，加热坩埚10在铸造炉内的最高温度为2300摄氏度。

在一些实施例中，铸造炉在加热坩埚10的上方设置有红外探测窗口18；铸造炉在红外探测窗口18处设置有红外探测器7，红外探测器7能够实时检测铸造炉内部温度，便于调节。

在一些实施例中，铸造炉还包括前盖板16；前盖板16与铸造炉转动连接；前盖板16设置有观察玻璃17；方便使用者观察合金材料的熔化和冷却过程。

在一些实施例中，铸造炉在靠近红外探测器7的一端设置有压力表、排气口9和进气口21；铸造炉靠近加热坩埚10的一侧设置有安全阀；防止铸造炉爆炸。

在一些实施例中，铸造炉的熔炼腔体采用双层不锈钢焊接而成，左侧法兰焊接电磁电极4，并通过电缆2来连接电磁电极4和电磁搅拌器14电源1，铸造炉的上部焊接有压力表接口3，用来安装测真空度仪表即压力表；同时铸造炉的上部焊接红外探测窗口18，用来控制观察温度，保证实验的重复性，在红外探测窗口18上安装耐高温石英玻璃，红外探测器7安装在红外探测器支架8上，探测口正对着红外探测窗口18安装的耐高温石英玻璃。排气口9安装在上部焊接的接口上，用来实验结束后，进行破真空取样。设备熔炼腔后部焊接三个接口，安全阀接口5、真空口20、进气口21分别用于安装对应的设备安全阀、真空泵、保护气瓶等，用来保证使用安全和腔体内部空气置换。设备熔炼腔右侧装有旋转电极13，用来连接高频感应电源12，设备熔炼腔内部，在旋转电极13上面安装对应的加热线圈11，加热线圈11内部设置有隔热套，隔热套上固定安装有加热坩埚10，熔炼的合金材料只需要放置在加热坩埚10内部，就可以实现加热，合金材料可以为块状、粉末状、颗粒状。在真空环境中高频感应电源12使得加热材料最高可达2300摄氏度；双层不锈钢的熔炼腔体能够减少铸造炉的热量，且使得铸造炉内层的温度保持在2300摄氏度，同时由于存在水冷层，能够降低铸造炉外层的温度；以便于操作者通过观察玻璃17近距离观察；

在加热线圈11的下方100mm处，安装电磁搅拌器14，通过水冷出入口6向水槽通入冷却液对电磁搅拌器14进行水冷，防止电磁搅拌器14过热损坏。通过控制电磁电极4和电磁搅拌器14产生不同的磁场，使得电磁力对坩埚内部的合金溶液进行搅拌，使合金溶液向一个方向运动，运动方向始终与磁场方向一致，搅拌的形式包括旋转搅拌、直线搅拌和双边行波磁场产生的旋转搅拌，从而对合金溶液进行充分搅拌，从而保证合金溶液的均匀性。搅拌完毕后，旋转电极13转动，使得合金溶液从电磁搅拌器14的环形孔中倒入收料坩埚15中，如需观察合金溶液的自然冷却中的变化，则从水槽排出冷却液；如需快速得到成品，则通过冷却液进行快速冷却。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (6)

1.一种小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，其特征在于，包括：铸造炉本体、加热坩埚(10)、电磁搅拌器(14)、高频感应电源(12)和旋转电极(13)；

所述铸造炉为双层组合壳体；所述组合壳体由内壳体和外壳体组成；所述内壳体和所述外壳体设置有水冷层；所述铸造炉设置有旋转电极(13)；所述旋转电极(13)设置有加热线圈(11)；所述加热线圈(11)缠绕在所述加热坩埚(10)的外侧；所述加热坩埚(10)与所述加热线圈(11)固定安装；所述铸造炉在所述加热坩埚(10)的下方设置有电磁搅拌器(14)；所述铸造炉在所述电磁搅拌器(14)的下方设置有收料坩埚(15)；所述电磁搅拌器(14)内部设置有环形孔；所述收料坩埚(15)布置在所述环形孔的下方；所述加热线圈(11)通过所述旋转电极(13)与高频感应电源(12)连接；所述铸造炉连接有真空泵；所述铸造炉靠近所述加热坩埚(10)的一端固定安装有电磁电极(4)。

2.根据权利要求1所述的小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，其特征在于，所述加热坩埚(10)的形状为柱形；所述加热坩埚(10)的容量为300毫升；所述铸造炉的尺寸为300mmX300mmX300mm。

3.根据权利要求1所述的小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，其特征在于，所述加热坩埚(10)在所述铸造炉内的最高温度为2300摄氏度。

4.根据权利要求1所述的小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，其特征在于，所述铸造炉在所述加热坩埚(10)的上方设置有红外探测窗口(18)；所述铸造炉在所述红外探测窗口(18)处设置有红外探测器(7)。

5.根据权利要求1所述的小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，其特征在于，所述铸造炉还包括前盖板(16)；所述前盖板(16)与所述铸造炉转动连接；所述前盖板(16)设置有观察玻璃(17)。

6.根据权利要求4所述的小型超高温电磁搅拌合金铸造炉，其特征在于，所述铸造炉在靠近所述红外探测器(7)的一端设置有压力表、排气口(9)和进气口(21)；所述铸造炉靠近所述加热坩埚(10)的一侧设置有安全阀。

Images