[發明專利]一種用于生產高純鈦空心鑄錠的裝置及方法

在審

• 申請號: 201910408070.3
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110042259A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 吳景暉;宋彥明;姚力軍;雷孝呂;杜全國;王會云
• 申請（專利權）人: 寧波創潤新材料有限公司
• 主分類號: C22B9/22
• 分類號: C22B9/22;C22B34/12;B22D7/06
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 車超平

本發明涉及一種用于生產高純鈦空心鑄錠的裝置，其包括：用于原料進料、熔化、除雜、流料的水平熔煉坩堝；用于收集與發射電子的電子槍，電子發射后生成電子束的掃描軌跡圖樣；用于使熔煉物料定形與冷卻的水冷鑄錠坩堝和水冷柱。本發明還涉及一種生產高純鈦空心鑄錠的方法，包括：開啟電子槍，將原材料進料至水平熔煉坩堝；熔料結束后，流料至水冷鑄錠坩堝；根據拉錠工藝進行出氣泡操作，完成鑄錠長度后，停止熔煉；冷卻，出爐。本發明降低機械加工過程的金屬損失，提高純鈦的利用率約30％?35％；解放大量時間、勞力，提高生產產能；本發明所述的方法同樣適用于純金屬以及金屬合金的空心件鑄造，其明顯縮短工件制造流程。

技術領域

本發明涉及鑄錠制備技術領域，尤其涉及一種用于生產高純鈦空心鑄錠的裝置及方法。

背景技術

在高純鈦鑄錠制備過程中，常用的方法是電子束熔煉，利用高速電子的動能轉換成熱能，進而使金屬熔化。電子束熔煉方法對于金屬純度的保持能夠起到很好的作用。

現有工藝中空心鑄錠的生產一般是對電子束爐生產完成的實心高純鑄錠進行沖孔與機加工；這種加工方式不僅延長工件制造的時間、人力，還需要有大型的沖壓鍛造裝備予以配對；現有工藝的缺點具體包括：耗費大量制造時間與成本(需耗時15天)；需要大量人力；需要相對應的鍛造設備；成材率低下(利用率在40％左右)，生產周期長(20天)。

發明內容

為了克服現有技術中的問題，本發明提出了一種用于生產高純鈦空心鑄錠的裝置及方法，其簡化現有工藝，減少機械加工流程，解決高純鈦空心工件直接鑄造成型的工藝問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個目的是提供一種用于生產高純鈦空心鑄錠的裝置，其包括：

用于原料進料、熔化、除雜、流料的水平熔煉坩堝；用于收集與發射電子的電子槍，電子發射后生成電子束的掃描軌跡圖樣；用于使熔煉物料定形與冷卻的水冷鑄錠坩堝和水冷柱。

進一步地，所述電子槍包括左電子槍和右電子槍。

進一步地，所述左電子槍的電子束圖樣為空心圓環；所述右電子槍電子束圖樣為矩形。

進一步地，所述左電子槍和右電子槍的功率為220～250Kw，例如220Kw，230Kw，240Kw，245Kw，250Kw等。

進一步地，所述水冷柱為空心模式，其優選為具有冷水進口及出口的內部中空的圓柱形結構。

進一步地，所述水冷鑄錠坩堝為內部設置水冷柱，外部設置夾層的圓柱形結構，所述夾層設置冷水進口及出口。

進一步地，電子槍是EB電子束爐的收集與發射電子的工具；電子束圖樣，是電子發射后受磁場調節儀器調節成相應的受熱區域形狀；進料，即將原材料從加料倉添加到水平熔煉坩堝的過程；除雜是指高純原料受熱熔化過程中非原材料成分蒸發，已達到除雜的效果；熔料周期，是指原料開始進料到原料完全化開完成流料這個過程。

本發明的第二個目的是提供一種采用任一上述的裝置生產高純鈦空心鑄錠的方法，其包括以下步驟：開啟電子槍，將原材料進料至水平熔煉坩堝；熔料結束后，流料至水冷鑄錠坩堝，所述水冷鑄錠坩堝中央處設置水冷柱；根據拉錠工藝進行出氣泡操作，完成鑄錠長度后，停止熔煉；冷卻，出爐。

進一步地，所述出爐后，對空心件外表面以及尺寸加工。

進一步地，所述原材料為3N5品質以上鈦晶體、鈦粉及海綿鈦。

進一步地，開啟電子槍烘烤爐體直至爐體真空達到或低于5×10^-2Pa時開始進料熔煉，烘烤時間為70～100min，優選為90min。

進一步地，熔料周期為8-10分鐘，兩個周期之間無停頓。