[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)卷氣銅-石墨熔體的高效攪拌方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810011380.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108165802A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬;張偉一;杜云慧;王玉潔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22C1/10
• 分類(lèi)號(hào): C22C1/10;C22C9/00;C22C32/00;B01F13/08
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 謝建玲;郝亮

1.一種無(wú)卷氣銅-石墨熔體的高效攪拌方法，其特征在于，采用內(nèi)壁布有直葉片的變體積石墨坩堝與高速電磁攪拌相結(jié)合方式對(duì)銅-石墨熔體進(jìn)行攪拌；利用變體積石墨坩堝，通過(guò)減小石墨坩堝的體積，排空石墨坩堝中熔體上部的全部氣體，并且在熔體與外界氣體完全隔絕的條件下，即沒(méi)有氣體源的條件下，進(jìn)行熔體的攪拌，進(jìn)而從根源上避免熔體卷氣；利用高速電磁攪拌，在無(wú)卷氣束縛的情況下，使銅-石墨熔體產(chǎn)生周向高速攪拌運(yùn)動(dòng)，利用石墨坩堝內(nèi)壁上的直葉片，不斷地將內(nèi)部的銅-石墨熔體移到周?chē)⑸喜康你~-石墨熔體移到下部，進(jìn)而阻止石墨顆粒的上浮和中央偏聚運(yùn)動(dòng)，從而高效率地得到無(wú)卷氣的石墨顆粒均勻分布的銅-石墨熔體，包括以下步驟：

步驟1，制備銅-石墨熔體，溫度控制在1200℃；

步驟2，將上述銅-石墨熔體倒入石墨坩堝中，石墨坩堝的預(yù)熱溫度為1200℃，由其壁內(nèi)的加熱管實(shí)現(xiàn)預(yù)熱；

步驟3，啟動(dòng)上下移動(dòng)裝置，將體積調(diào)整頭下端的外螺紋降到石墨坩堝上沿兒的內(nèi)螺紋處，關(guān)閉上下移動(dòng)裝置；啟動(dòng)體積調(diào)整頭的驅(qū)動(dòng)裝置，將體積調(diào)整頭的外螺紋旋入石墨坩堝的內(nèi)螺紋內(nèi)，當(dāng)銅-石墨熔體開(kāi)始沿著封塞的圓臺(tái)與漏斗形放氣口之間的間隙、從封塞的長(zhǎng)方平板的下部溢出時(shí)，關(guān)閉體積調(diào)整頭的驅(qū)動(dòng)裝置；順時(shí)針擰緊緊固螺釘，將漏斗形放氣口封住，使熔體與外界氣體完全隔絕；

步驟4，接通熱電偶，利用熱電偶向外部電源與冷卻液供給系統(tǒng)輸入信息，調(diào)節(jié)加熱管和冷卻管，使銅-石墨熔體的溫度穩(wěn)定在1200℃，啟動(dòng)高速電磁攪拌裝置，對(duì)銅-石墨熔體進(jìn)行等溫?cái)嚢瑁€(wěn)定攪拌2分鐘；

步驟5，關(guān)閉高速電磁攪拌裝置，逆時(shí)針擰松緊固螺釘，使封塞在彈簧的作用下彈起，打開(kāi)堵塞即可放出銅-石墨熔體，以供使用；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)卷氣銅-石墨熔體的高效攪拌方法，其特征在于，高速電磁攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為900～1200轉(zhuǎn)/分。

3.一種無(wú)卷氣銅-石墨熔體的高效攪拌裝置，該裝置包括：高速電磁攪拌裝置、石墨坩堝2及其體積調(diào)整裝置與上下移動(dòng)裝置、熱電偶11、堵塞7及底架9；其特征在于：

在石墨坩堝2的內(nèi)壁上部加工有內(nèi)螺紋，與體積調(diào)整頭10下端的外螺紋相互配合；石墨坩堝2的體積調(diào)整裝置由體積調(diào)整頭10、封塞13、緊固螺釘14、彈簧15和驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)石墨坩堝2的體積調(diào)整；體積調(diào)整頭10，材質(zhì)為石墨，其上部為圓桿，下部為圓盤(pán)，在圓盤(pán)側(cè)面加工有外螺紋，與石墨坩堝2內(nèi)壁上部的內(nèi)螺紋相互配合；在圓盤(pán)上設(shè)有漏斗形放氣口12；封塞13的長(zhǎng)方平板左下部帶有與體積調(diào)整頭10的圓盤(pán)等厚的圓臺(tái)，長(zhǎng)方平板右部設(shè)有圓孔，封塞13通過(guò)右部圓孔被緊固螺釘14限制在漏斗形放氣口12內(nèi)，封塞13的圓臺(tái)與漏斗形放氣口12之間有1mm的間隙；彈簧15套在緊固螺釘14的螺桿上，其作用是頂起封塞13，在體積調(diào)整頭10向下旋入使石墨坩堝2體積減小時(shí)，便于石墨坩堝2內(nèi)的空氣排出；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)緊固螺釘14頂部的長(zhǎng)方柄兒，柄兒下面的圓盤(pán)便可將封塞13的長(zhǎng)方平板壓貼在體積調(diào)整頭10下部圓盤(pán)的上表面，使漏斗形放氣口12封住；驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)18、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)19和定位機(jī)構(gòu)構(gòu)成，用于驅(qū)動(dòng)體積調(diào)整頭10向下旋入和向上旋出石墨坩堝2，是實(shí)現(xiàn)石墨坩堝2體積調(diào)整的關(guān)鍵裝置；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)19由渦輪與蝸桿、齒輪與齒輪傳動(dòng)構(gòu)成；定位機(jī)構(gòu)位于體積調(diào)整頭10的圓桿上部，由上下二個(gè)軸瓦16進(jìn)行橫向定位，由上下二個(gè)止推軸承17進(jìn)行縱向定位；驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)18、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)19和定位機(jī)構(gòu)分別采用機(jī)械連接方式固定于導(dǎo)向板20上，導(dǎo)向板20可在固定于支架28上的導(dǎo)向槽24內(nèi)進(jìn)行上下移動(dòng)；上下移動(dòng)裝置由電機(jī)26、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)27、連接滑板21、緩沖彈簧22、連接螺桿23構(gòu)成；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)27由齒條25與齒輪、渦輪與蝸桿傳動(dòng)構(gòu)成，齒條25的下端與連接滑板21采用機(jī)械連接方式連接；連接滑板21可在固定于支架28上的導(dǎo)向槽24內(nèi)進(jìn)行上下移動(dòng)，并通過(guò)緩沖彈簧22和連接螺桿23與導(dǎo)向板20連接，使體積調(diào)整頭10及其驅(qū)動(dòng)裝置上下移動(dòng)；在承載連接螺桿23、導(dǎo)向板20、體積調(diào)整頭10及其驅(qū)動(dòng)裝置、熱電偶11、封塞13、緊固螺釘14、彈簧15等相關(guān)零部件之后，緩沖彈簧22的壓縮量還要大于石墨坩堝2內(nèi)螺紋的最大旋入深度；上下移動(dòng)裝置的電機(jī)26、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)27采用機(jī)械連接方式固定于支架28上；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)卷氣銅-石墨熔體的高效攪拌裝置，其特征在于，銅-石墨熔體6的上表面向上高出石墨坩堝2內(nèi)螺紋的最下端的距離d為5～10mm。