[發明專利]一種冷凝模具系統

在審

• 申請號: 201611092849.1
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106583693A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 吳佩芳;黨一縱
• 申請（專利權）人: 北京天宜上佳新材料股份有限公司
• 主分類號: B22D27/04
• 分類號: B22D27/04
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及合金快速凝固技術領域，具體涉及一種可以對合金進行快速冷凝的模具系統。

背景技術

亞穩態材料具有優于穩態材料的多種性能。而快速凝固是獲得亞穩態材料的重要手段。

現有技術中，為了防止合金發生氧化，需要將冷凝模具系統放在真空環境下使用，同時在冷凝模具外側設置冷卻水管來對冷凝模具進行快速冷卻來獲得亞穩態材料，但因冷凝水的吸熱速度有限，往往會導致需要進行冷凝的合金熔體獲得的過冷度不夠大，對最終獲得的亞穩態的材料的組織結構和性能造成影響。

現有技術中，液氮、干冰等超低溫冷卻介質對冷凝模具進行冷卻的過冷度能滿足使用要求，但是，上述超低溫冷卻介質并不能在真空環境下使用，因為液氮一旦進入真空環境下會迅速升華，使得冷凝模具周圍的壓力迅速上升，容易導致冷凝模具發生炸裂，進而導致冷卻介質外泄進入真空腔體，影響材料制備腔體的氣體環境，最終導致材料制備失敗。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中液氮等超低溫冷卻介質并不能對真空室中的冷凝模具進行冷卻，容易導致真空室炸裂的缺陷，進而提供一種即能使用超低溫冷卻介質對冷凝模具進行冷卻又不容易發生炸裂的一種冷凝模具系統。

為此，本發明提供一種冷凝模具系統，包括：模具，用以冷卻并成型合金熔體；真空室，用以提供真空環境，所述模具設置在所述真空室中；還包括：設置在所述真空室內的中空冷卻腔體，所述冷卻腔體內用于放置冷卻介質，所述冷卻腔體上設置有伸出所述真空室且與外部冷卻介質連通的介質出入口。

所述冷卻腔體包括外側壁、內側壁和設置在外側壁和內側壁之間的用于放置冷卻介質的內腔，所述內側壁與所述模具外形配合。

所述冷卻腔體的內側壁與所述模具接觸設置。

所述介質出入口設置在所述外側壁上。

所述介質出入口與所述真空室之間通過法蘭盤連接在一起。

所述模具上連接有溫度傳感器，用以實時顯示所述模具的溫度。

所述模具為銅芯，所述銅芯的外側壁呈倒錐形結構設置。

所述冷卻介質為超低溫冷卻介質。

所述超低溫冷卻介質為液氮或干冰。

本發明技術方案，具有如下優點：

1.本發明提供的冷凝模具系統，包括：設置在所述真空室內的中空冷卻腔體，所述冷卻腔體內用于放置冷卻介質。

現有技術中，當采用超低溫冷卻介質(如液氮等)對真空室中的模具進行冷卻時，超低溫冷卻介質會發生迅速升華，破壞真空室中的真空度，同時超壓會導致冷卻介質腔體發生炸裂。

通過本發明提供的冷凝模具系統，將冷卻介質放置在中空冷卻腔體中，通過中空冷卻腔體，冷卻介質不會與真空環境相接觸，有效避免了超低溫冷卻介質。如液氮、液氦等在真空環境下發生升華，導致真空室超壓并炸裂、對合金材料的性能以及制備都會造成不良影響的缺陷。

同時，本發明提供的冷凝模具系統中，所述冷卻腔體上設置有伸出所述真空室且與外部冷卻介質連通的介質出入口。超低溫冷卻介質，如液氮在經受高溫后會立即升華成氣態，此時氣體會通過所述介質出入口從冷卻腔體中排出，不會對冷卻腔體內部的壓力造成影響。

2.本發明提供的冷凝模具系統，所述冷卻腔體包括外側壁、內側壁和設置在外側壁和內側壁之間的用于放置冷卻介質的內腔，所述內側壁與所述模具外形配合。

內側壁和外側壁之間成型的內腔中放置冷卻介質，整體形成一個冷卻系統，用來對模具進行冷卻。由于冷卻腔體與模具均放置在真空室中，因此二者之間只要存在溫度差，便會發生熱傳導，從而起到對模具降溫的目的。

3.本發明提供的冷凝模具系統，所述冷卻腔體的內側壁與所述模具接觸設置。內側壁與所述模具接觸設置將導致二者之間發生傳導傳熱，傳導傳熱的導熱效果好，有利于第一時間對模具的溫度進行控制。

4.本發明提供的冷凝模具系統，所述介質出入口設置在所述外側壁上。介質出入口連通外界與冷卻腔體，通過介質出入口將冷卻介質注入或散出冷卻腔體，起到保持冷卻腔體冷卻能力及防止冷卻腔體超壓的作用。

5.本發明提供的冷凝模具系統，所述介質出入口與所述真空室之間通過法蘭盤連接在一起。通過法蘭盤的連接，可以保持介質出入口與真空室之間的氣密性，防止外界大氣從而二者之間的交界處進入真空室中，同時法蘭盤方便拆卸，當介質出入口發生損壞時方便進行更換。

6.本發明提供的冷凝模具系統，所述模具上連接有溫度傳感器，用以實時顯示所述模具的溫度。