TWI565924B - 坩堝 - Google Patents

Description

坩堝

本發明涉及一種坩堝，尤其涉及一種塊體非晶合金壓鑄用坩堝。

通常使用石墨坩堝容置非晶合金以對非晶合金進行壓鑄。於非晶合金壓鑄過程中，首先將合金材料放入石墨坩堝中，再將石墨坩堝置入熔煉爐中，藉由坩堝外部高頻感應線圈進行加熱以對合金材料進行熔煉。然，於非晶合金壓鑄過程中，為防止坩堝中熔融之非晶合金液體濺出，必須保證熔融非晶合金之液面低於石墨坩堝之高度，即石墨坩堝遠離底部之一端未被熔融之非晶合金覆蓋，而暴露於空氣中之石墨於高溫加熱之過程中容易被氧化，石墨氧化會降低石墨坩堝之使用壽命。

有鑒於此，本發明提供一種能夠提高使用壽命之坩堝。

一種坩堝，其包括主體及位於該主體一端之底部，該主體及底部主要由石墨製成，該坩堝還包括加固環，該加固環由陶瓷材料或耐火材料製成，該加固環與該主體遠離該底部之一端連接。

本發明之坩堝於高溫下使用時，主體與底部能夠被熔融之非晶合金覆蓋與空氣隔絕，從而不會於高溫下發生氧化，而未被熔融非晶合金覆蓋之頂部被加固環覆蓋，加固環係由具有高溫抗氧化性能之陶瓷或耐火材料製成，從而避免坩堝中之石墨暴露於空氣中 而發生氧化，延長了坩堝之使用壽命。

100‧‧‧坩堝

20‧‧‧主體

40‧‧‧底部

60‧‧‧加固環

22‧‧‧收容部

圖1係本發明實施例之坩堝之剖視示意圖。

請參閱圖1，本發明實施方式之坩堝100用於盛放非晶合金(圖未示)，以於高溫下對該非晶合金進行熔煉壓鑄。坩堝100包括主體20、位於主體20一端之底部40及加固環60。主體20及底部40主要由石墨製成。加固環60由陶瓷或耐火材料製成，加固環60與主體20遠離底部40之一端連接。本實施例中，加固環60為陶瓷材料製成。

可理解，主體20及底部40亦可由石墨、增強纖維與耐火材料之複合材料製成。具體方法為：主體20及底部40採用增強纖維作為骨架，耐火材料作為骨粒，然後與石墨材料複合壓制後成型，以進一步增加主體20及底部40之強度及耐高溫性能。進一步地，增強纖維採用碳纖維，可理解，增強纖維亦可選擇其它材料，例如石英纖維。進一步地，增強纖維之添加量為1%(wt)-10%(wt)。耐火材料之添加量為2%(wt)-20%(wt)，該耐火材料可選擇氧化鋁、二氧化矽、氧化鎂、氧化鈣、氧化鉻等。

進一步地，加固環60之材質為剛玉，當主體20及底部40壓制成型後，將加固環60設於主體20遠離底部40之一端，於一定溫度下燒結以製備得到坩堝100。

於本實施方式中，主體20大致呈圓柱狀，其內形成收容部22，用以盛放待壓鑄之非晶合金。進一步地，圍成收容部22之內壁相對坩堝100之軸線傾斜設置，且主體20側壁之厚度朝靠近底部40之 方向逐漸變大。進一步地，收容部22之內壁與坩堝100之軸線之夾角θ小於25°。

進一步地，底部40之內壁呈圓弧面結構，且與圍成收容部22之內壁圓弧過渡連接。進一步地，底部40之外壁與主體20之外側壁圓弧過渡連接，以方便將坩堝100放入熔煉爐中。

本發明之坩堝100之主體20與底部40主要由石墨製成，保證了良好之熱導性及耐高溫性。坩堝100於高溫下使用時，主體20與底部40能夠被熔融之非晶合金覆蓋與空氣隔絕，從而不會於高溫下發生氧化，而未被熔融非晶合金覆蓋之頂部被加固環60覆蓋，加固環60係由具有高溫抗氧化性能之陶瓷或耐火材料製成，從而避免坩堝100中之石墨暴露於空氣中而發生氧化，延長了坩堝100之使用壽命。主體20及底部40為增強纖維、耐火材料與石墨之複合，進一步增強了主體20及底部40之強度及熱穩定性。坩堝100側壁之厚度朝靠近底部40之方向逐漸變大，增強了底部40之強度，當塊狀非晶合金從坩堝100上方落入坩堝100中時，底部40能夠承受塊狀非晶合金跌落之衝擊，防止底部40損壞，同時不會減小坩堝100之容積。圍成收容部22之內壁相對坩堝100之軸線傾斜設置，能夠保證倒料時坩堝100內熔融之非晶合金能夠傾倒乾淨，避免形成二次雜質影響下一產品之品質。底部40之內壁呈圓弧面結構，非晶合金於落料時，由於接觸圓弧面而使得坩堝100四周受力均勻，從而保證於下料過程中不會將底部40損壞，或砸掉部分坩堝材料污染產品。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人 士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。

100‧‧‧坩堝

20‧‧‧主體

40‧‧‧底部

60‧‧‧加固環

22‧‧‧收容部

Claims (9)

1. 一種坩堝，其包括主體及位於該主體一端之底部，該主體及該底部主要由石墨製成，其改良在於：該主體及該底部為具石墨、增強纖維及耐火材料之複合材料製成，該坩堝還包括加固環，該加固環由陶瓷或耐火材料製成，該加固環與該主體遠離該底部之一端連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之坩堝，其中該複合材料中之增強纖維為碳纖維。
3. 如申請專利範圍第1項所述之坩堝，其中該複合材料中增強纖維之添加量為1%(wt)-10%(wt)，該耐火材料之添加量為2%(wt)-20%(wt)。
4. 如申請專利範圍第1項所述之坩堝，其中該加固環由剛玉製成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之坩堝，其中該主體內壁相對該坩堝之軸線傾斜設置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之坩堝，其中該主體內壁與該坩堝軸線之夾角小於25°。
7. 如申請專利範圍第1項所述之坩堝，其中該主體側壁之厚度朝靠近該底部之方向逐漸變大。
8. 如申請專利範圍第1項所述之坩堝，其中該底部之內壁呈圓弧面結構，該底部之內壁與該主體之內壁圓弧過渡連接。
9. 如申請專利範圍第1項所述之坩堝，其中該底部之外壁與該主體之外側壁圓弧過渡連接。