[發明專利]制備TiAl基合金方坯的一種定向凝固裝置

無效

• 申請號: 200710072716.2
• 申請日: 2007-08-29
• 公開（公告）號: CN101112716A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 丁宏升;陳瑞潤;郭景杰;畢維生;傅恒志
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B22D11/10
• 分類號: B22D11/10;B22D11/049;F27B14/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 牟永林

1.制備TiAl基合金方坯的一種定向凝固裝置，它包括封閉的爐體(22)、送料桿(21)、水冷銅坩堝(12)、結晶器(6)、移料桿(4)、感應線圈(11)、冷卻劑材料(7)、母料棒(14)和終料棒(8)，位于爐體(22)內的母料棒(14)的上端部固定在送料桿(21)的下端部上，母料棒(14)的下端部伸在水冷銅坩堝(12)中，終料棒(8)設置在水冷銅坩堝(12)下方的結晶器(6)內且終料棒(8)與結晶器(6)之間填充有冷卻劑材料(7)，移料桿(4)承接在終料棒(8)的下端，水冷銅坩堝(12)的外部環繞有感應線圈(11)用于激發交變磁場并通過水冷銅坩堝(12)向其內部擴散從而產生加工過程所需要的熱區(23)，其特征在于所述水冷銅坩堝(12)內腔的水平橫截面為正方形，正方形的任意兩條邊之間設置為圓角過渡。

2.根據權利要求1所述的制備TiAl基合金方坯的一種定向凝固裝置，其特征在于圓角過渡處的曲率半徑為

$R=\frac{2d^2}{H_0}\sqrt{s{q}_0}$，式中??q₀——單位體積被熔鑄材料吸收的感應加熱功率；

R——曲率半徑；H₀——單位體積被熔鑄材料的磁場強度；s——被熔鑄材料電導率；d——電流透入被熔鑄材料深度。

3.根據權利要求1所述的制備TiAl基合金方坯的一種定向凝固裝置，其特征在于冷卻劑材料(7)為二元合金液或三元合金液，按質量百分比計，二元合金液為Ga-24.5％和In-75.5％；三元合金液為Ga-25％、In-13％和Sn-62％。

4.根據權利要求1所述的制備TiAl基合金方坯的一種定向凝固裝置，其特征在于水冷銅坩堝(12)上的過磁通道(12-3)沿水冷銅坩堝(12)的高度方向設置，多條過磁通道(12-3)互相平行且沿水冷銅坩堝(12)的周向外表面均勻分布，過磁通道(12-3)由貫通于水冷銅坩堝(12)內表面和外邊面之間的長孔(12-3-1)和填入在長孔(12-3-1)中的云母片(12-3-2)組成，長孔(12-3-1)的橫斷面形狀為外寬內窄的“三角形”。

5.根據權利要求4所述的制備TiAl基合金方坯的一種定向凝固裝置，其特征在于長孔(12-3-1)的橫斷面形狀為“三角形連通矩形”，“三角形”設置在坩堝體(1)的外表面處且“三角形”的頂角連通“矩形”的短邊。

6.根據權利要求1所述的制備TiAl基合金方坯的一種定向凝固裝置，其特征在于它還包括電阻加熱預熱器(14)，電阻加熱預熱器(14)設置在水冷銅坩堝(12)的上端且環繞在母料棒(14)的下端上。

7.根據權利要求1所述的制備TiAl基合金方坯的一種定向凝固裝置，其特征在于它還包括圓筒狀的不銹鋼反射屏(24)，不銹鋼反射屏(24)設置在水冷銅坩堝(12)的下端與結晶器6的上端之間且環繞終料棒(8)的上端。