[發明專利]高真空熔煉、吸鑄可控性試樣制備用的吸鑄嘴

無效

• 申請號: 200910135808.X
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101537482A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 謝克非;姚可夫;劉偉剛;黃天佑
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B22D18/06
• 分類號: B22D18/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高真空熔煉、吸鑄可控性試樣制備用的吸鑄嘴，屬于非晶態材料試樣制備技術領域。

背景技術

目前，在物理、材料科學與工程領域之中，需要制備大量地試樣(棒狀、板狀、球狀等)來進行科學實驗和研究。其中吸鑄法制備試樣是最為常用又最為科學的方法之一。但由于在密閉的高真空環境條件之下進行試樣的制備，實非一件易事，其過程受很多因素影響和干擾，如金屬熔體的溫度，粘度，表面張力難以及時監控以及它們與熔煉時的電流、電壓大小，電極與被熔體距離的關系，嚴重地影響了試樣制備的成功率和質量，甚至根本無法成形。

在采用高真空電弧熔煉吸鑄的工藝中，目前吸鑄是在銅坩堝上開一個小口，再塞緊一個中心帶一小孔的石墨嘴，將被熔物用電弧將其熔煉后將其吸鑄成試棒(樣)。

試樣制備過程以往常見的問題：

1)合金熔化后，由于石墨嘴孔太大，合金未來得及吸鑄就自動流出石墨嘴、流到模具上端，未能成型，試樣制備失敗。

2)合金熔化后，合金未來得及吸鑄就自動流進石墨嘴而被凝固堵死，試樣制備失敗。

3)合金熔化后，由于石墨嘴孔太小，合金吸不下去。

新設計的可控性試樣制備工藝裝置徹底解決了以上幾個問題。

目前該老式工藝很難控制和掌握，成功率僅十分之一，且難以控制質量和試樣的穩定性。

發明內容

本發明的目的在于提出一種可極大地提高試樣成功率的高真空熔煉、吸鑄可控性試樣制備用的吸鑄嘴。

本發明的特征在于，在所述吸鑄嘴開有一個貫通該吸鑄嘴的中心孔，正對坩堝底部被熔化熔液吸鑄口處的上段所述中心孔的直徑小于下段所述中心孔的直徑，該上段所述中心孔的軸向長度小于下段所述中心孔的軸向長度，從而構成一個所述放大式的鑄嘴通道，所述鑄嘴通道上、下二段中心孔的直徑和長度足以使所述吸鑄嘴在負壓作用下能使所述被熔的熔液流經該鑄嘴通道后能吸鑄成試棒。

實驗證明，所述吸鑄嘴試樣吸鑄成型的效果，從原有的10％-20％提高到了95％以上。從根本上解決了這一目前在國內和國外還未解決的難題。使該工藝從不可控狀態達到了完全可控的良好狀態。實現了試樣在高真空條件下吸鑄成型的可控性，為制備穩定和高質量的試樣提供了可能。雖然其科學性含量有限，但卻十分實用可靠！效果十分明顯。實施起來十分方便和經濟。

附圖說明

圖1為現有吸鑄嘴的剖視圖：

a.橫剖視圖，b.縱剖視圖。

圖2為本發明的吸鑄嘴的剖視圖：

a.橫剖視圖，b.縱剖視圖。

圖3為高真空熔煉、吸鑄可控性試樣制備工藝裝置示意圖。

1-電極，2-電弧，3.被熔融的合金錠，4-坩堝，5-吸鑄嘴，6-試樣模具，7-吸鑄負壓。

具體實施方式

下面結合附圖1～3對本發明的結構做詳細說明：

將石墨材質的吸鑄嘴5按圖示的結構和適中的尺寸預先制備好后，將其放入到銅質坩堝4的底部預留孔內。待抽取真空度到規定要求后，充入一定量的氬氣進行保護，再用電極1產生的電弧2將合金錠3熔化后，利用吸鑄負壓7將合金熔體吸鑄到放置在裝置底部的試樣模具6之中，直到冷卻至規定溫度，完成一個吸鑄試樣的制備，

吸鑄嘴上段直徑在1.00mm～3.00mm間取值；

吸鑄嘴下段直徑在2.00mm～4.00mm間取值；

吸鑄嘴上段長度在1.00mm～4.00mm間取值；

吸鑄嘴的長度在20mm～40mm間取值；

吸鑄嘴下段長度等于吸鑄嘴長度減去上段長度，

實施例：

Φ_上段＝1.2mm，

Φ_下段＝2.5mm，

上段長度C₁＝2mm，

下段長度25-2＝23mm，吸鑄嘴長度為25mm。