CN219656580U - 一种黄铜坩埚厚底垫、真空自耗电弧熔炼用坩埚 - Google Patents
一种黄铜坩埚厚底垫、真空自耗电弧熔炼用坩埚 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于金属材料熔炼技术领域，涉及一种黄铜坩埚厚底垫、真空自耗电弧熔炼用坩埚。该黄铜坩埚厚底垫包括圆饼状底垫本体，圆饼状底垫本体的中心处开设有凹型槽；凹型槽的直径为圆饼状底垫本体直径的1/3，圆饼状底垫本体的直径等于坩埚两个止口壁之间的垂直距离；凹型槽的深度为25±5mm，且凹型槽的锥角为45°。底垫设计的凹型结构有利于降低起弧初期的底部过冷、快速预热底垫，可达到迅速建立熔池的效果；密封圈外移后可有效地降低底部氧化，提升冶金产品质量，降低生产的安全隐患。底垫材质选用强度比紫铜高的黄铜，具有延长坩埚底垫的使用寿命并降低底部冶金缺陷的双重作用。
Description
技术领域
本实用新型属于金属材料熔炼技术领域，涉及坩埚用底垫，尤其涉及一种黄铜坩埚厚底垫、真空自耗电弧熔炼用坩埚。
背景技术
钛合金具有高的比强度、良好的高温性能、优异的耐蚀性能等优点，广泛应用于航空、航天、医疗、舰船等领域。工业领域内，目前应用最为广泛的熔炼方式就是真空自耗电弧熔炼，而坩埚是真空自耗电弧熔炼过程中必不可少的模具。坩埚由筒体、水套、底垫和连接件组成，用于成型不同规格的铸锭；其中，坩埚底垫既要起到导电作用，也要起到冷却、承重、密封的作用，因此必须具有良好的导电性、导热性、强度和密封性。
真空自耗电弧熔炼的本质就是通过低电压大电流产生的电弧不断熔化金属，坩埚的底部和侧面通过循环的冷却水起到换热冷却的作用，不断带走热量，形成一个边熔化、边凝固的过程。熔炼过程的冷却主要分为底部冷却(即底垫的冷却)和侧面冷面(即水套和筒体之间的冷却)。而铸锭底部的冶金质量与坩埚底垫的材质、结构息息相关，目前现有坩埚底垫最常用的材质是紫铜，厚度在60mm～100mm之间。
现有钛合金熔炼技术中，结合图1所示，一方面，为了确保导电性良好，常选用紫铜，坩埚底垫强度较低，使用寿命也相对较低，一般约为50～70炉；另一方面，现有技术中坩埚底垫的厚度一般在60mm～100mm范围，且冷却水一般压力都在0.5MPa左右，因此容易在底部产生较强的过冷，产生底部冷隔、裂纹、褶皱以及其他底部冶金缺陷，通常需要通过去尾的方式将其切除，增加了生产制造成本。此外，现有技术因底垫易变形和密封槽相对内置容易产生底部氧化现象，不仅具有安全隐患，同时也有氧含量超标风险。
有鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种黄铜坩埚厚底垫、真空自耗电弧熔炼用坩埚，以延长底垫使用寿命、降低底部氧化和降低底部过冷区影响的黄铜坩埚厚底垫。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：
这种黄铜坩埚厚底垫，包括呈圆饼状的底垫本体，所述底垫本体的中心处开设有凹型槽；所述凹型槽的直径为底垫本体直径的1/3，所述底垫本体的直径D等于坩埚两个止口壁之间的垂直距离；所述凹型槽的深度d2为25±5mm，且所述凹型槽的锥角θ为45°，这样不仅利于底垫预热，同时也利于脱模。
进一步，所述底垫本体的厚度H(即底垫上表面到下表面的处置距离)为200～400mm，厚度过低达不到控制效果，厚度过厚容易导致筒体变形。
进一步，所述底垫本体采用黄铜材质，优选H95合金制成，强度比紫铜(T2)高，热导率比紫铜(T2)低，具有提升底垫寿命和降低底部冶金缺陷的双重作用。
进一步，所述底垫本体设置有密封槽，所述密封槽距离对应坩埚止口壁的垂直距离d1为12～15mm，优选13mm，相比常规底垫的5～8mm进行了外移处理，这样更有利于消除底部氧化的发生。
进一步，所述密封槽内放置有密封圈。
此外，本实用新型还提供了一种真空自耗电弧熔炼用坩埚，由筒体、水套、底垫和连接件组成，所述底垫为如上所述的黄铜坩埚厚底垫，所述黄铜坩埚厚底垫与底座通过螺栓固定连接，所述筒体对中放置在黄铜坩埚厚底垫上，所述黄铜坩埚厚底垫与筒体配合压板通过螺栓固定连接。
与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案包括以下有益效果：底垫材质选用强度比紫铜高的黄铜，具有延长坩埚底垫的使用寿命并降低底部冶金缺陷的双重作用；底垫设计的凹型结构有利于降低起弧初期的底部过冷、快速预热底垫，可达到迅速建立熔池的效果；密封圈外移后可有效地降低底部氧化，提升冶金产品质量，降低生产的安全隐患。此外，底垫厚度的增加可有效减小底部影响区域，降低铸锭去尾量，从而节约生产成本。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有常规坩埚底垫装配示意图；
图2为本实用新型提供的黄铜坩埚底垫装配示意图；
图3为本实用新型提供的黄铜坩埚底垫装配后，各尺寸的标注示意图；
图4为图2中A区域的局部放大图。
其中：1、底垫本体；2、筒体；3、密封槽；4、底座；5、压板；6、螺栓；7、凹型槽。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例
参见图2-4所示，本实施例提供了一种黄铜坩埚厚底垫，包括呈圆饼状的底垫本体1，所述底垫本体1的中心处开设有凹型槽7；所述凹型槽7的直径为底垫本体1直径的1/3，所述底垫本体1的直径D等于坩埚两个止口壁之间的垂直距离；所述凹型槽7的深度d2为25±5mm，且所述凹型槽7的锥角θ为45°，这样不仅利于底垫本体1预热，同时也利于脱模。
进一步，所述底垫本体1的厚度H(即底垫上表面到下表面的处置距离)为200～400mm，厚度过低达不到控制效果，厚度过厚容易导致筒体2变形。
进一步，所述底垫本体1采用黄铜材质，优选H95合金制成，强度比紫铜(T2)高，热导率比紫铜(T2)低，具有提升底垫寿命和降低底部冶金缺陷的双重作用。
进一步，所述底垫本体1设置有密封槽3，所述密封槽3距离对应坩埚止口壁的垂直距离d1为12～15mm，优选13mm，相比常规底垫的5～8mm进行了外移处理，这样更有利于消除底部氧化的发生。
进一步，所述密封槽3内放置有密封圈。
此外，本实施例还提供了一种真空自耗电弧熔炼用坩埚，由筒体2、水套、底垫本体1和连接件组成，所述底垫本体1为如上所述的黄铜坩埚厚底垫，所述底垫本体1与底座4通过螺栓6固定连接，所述筒体2对中放置在底垫本体1上，所述底垫本体1与筒体2配合压板5通过螺栓6固定连接。其具体的安装步骤如下：
1)利用螺栓6将黄铜坩埚厚底垫和底座4进行装配；
2)在密封槽3中放入完好的密封圈；
3)将坩埚筒体对中放置在装配好的黄铜坩埚厚底垫上；
4)利用螺栓6将坩埚筒体和底座4进行装配；
5)完成组装后即可放置于熔化站进行使用。
综上，本实用新型提供的黄铜坩埚厚底垫，底垫材质选用强度比紫铜高的黄铜，具有延长坩埚底垫的使用寿命并降低底部冶金缺陷的双重作用；底垫设计的凹型结构有利于降低起弧初期的底部过冷、快速预热底垫，可达到迅速建立熔池的效果；密封圈外移后可有效地降低底部氧化，提升冶金产品质量，降低生产的安全隐患。此外，底垫厚度的增加可有效减小底部影响区域，降低铸锭去尾量，从而节约生产成本。
以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种黄铜坩埚厚底垫，其特征在于，包括呈圆饼状的底垫本体(1)，所述底垫本体(1)的中心处开设有凹型槽(7)；所述凹型槽(7)的直径为底垫本体(1)直径的1/3，所述底垫本体(1)的直径等于坩埚两个止口壁之间的垂直距离；所述凹型槽(7)的深度为25±5mm。
2.根据权利要求1所述的黄铜坩埚厚底垫，其特征在于，所述底垫本体(1)的厚度为200～400mm。
3.根据权利要求1所述的黄铜坩埚厚底垫，其特征在于，所述底垫本体(1)采用黄铜材质。
4.根据权利要求1所述的黄铜坩埚厚底垫，其特征在于，所述凹型槽(7)的锥角为45°。
5.根据权利要求1所述的黄铜坩埚厚底垫，其特征在于，所述底垫本体(1)设置有密封槽(3)，所述密封槽(3)距离对应坩埚止口壁的垂直距离为12～15mm。
6.根据权利要求5所述的黄铜坩埚厚底垫，其特征在于，所述密封槽(3)内放置有密封圈。
7.一种真空自耗电弧熔炼用坩埚，由筒体(2)、水套、底垫本体(1)和连接件组成，其特征在于，所述底垫本体(1)为权利要求1-6任一项所述的黄铜坩埚厚底垫，所述底垫本体(1)与底座(4)通过螺栓(6)固定连接，所述筒体(2)对中放置在底垫本体(1)上，所述底垫本体(1)与筒体(2)配合压板(5)通过螺栓(6)固定连接。
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