[發明專利]高溫合金寬調速定向凝固裝置

在審

• 申請號: 202010157608.0
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111230077A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 阮瑩;李星吾;魏炳波
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B22D27/04
• 分類號: B22D27/04;B22D7/06;B22D7/12;B22D2/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于，其包括：

容器，所述容器內形成有密封腔室；

坩堝，所述坩堝設置于所述密封腔室內且用于容置合金材料；

加熱器，所述加熱器用于對所述坩堝內的合金材料進行熱熔；

結晶器，所述結晶器設置于所述坩堝的下方，所述結晶器包括形成有中空通道的液態金屬環層和包裹于所述液態金屬環層外的水冷環層；

結晶桿，所述結晶桿的上端與所述坩堝的底部連接，所述結晶桿能夠在所述中空通道內移動；

抽拉裝置，所述抽拉裝置與所述結晶桿的下端連接，且所述抽拉裝置能夠通過所述結晶桿將所述坩堝以預定速度范圍拉入所述中空通道內；

水冷機，所述水冷機用于對所述容器、所述加熱器、所述水冷環層和所述結晶桿進行水冷；

真空泵，所述真空泵用于對所述密封腔室進行抽真空；

實驗氣氛源，所述實驗氣氛源用于向所述密封腔室內充入實驗所需保護性氣體。

2.如權利要求1所述的高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于：所述預定速度范圍為1.67×10^-4mm/s～62.5mm/s。

3.如權利要求1所述的高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于：所述抽拉裝置包括升降板、上支撐板、下支撐板、驅動機構、滾珠絲杠和導桿，所述導桿的端部分別固定安裝于所述上支撐板和所述下支撐板上且所述導桿與所述升降板活動連接；所述滾珠絲杠通過軸承分別與所述上支撐板、所述下支撐板連接，且所述滾珠絲杠的一端穿過所述下支撐板與所述驅動機構連接，所述驅動機構能夠驅動所述升降板沿所述滾珠絲杠移動；所述結晶桿的下端與所述升降板連接。

4.如權利要求1-3任一項所述的高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于：所述結晶桿包括相互螺紋連接的安裝段和結晶段，所述安裝段的下端與所述抽拉裝置連接；所述坩堝的底部設置具有內螺紋的凹槽，所述結晶段的上端設置具有外螺紋的耐熱托環，所述耐熱托環與所述凹槽螺紋連接；所述結晶段內形成有水冷層，所述水冷層與所述水冷機通過管道連通。

5.如權利要求1-3任一項所述的高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于：所述結晶桿與所述液態金屬環層之間設置有多組動密封圈。

6.如權利要求1-3任一項所述的高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于：所述加熱器包括套設于所述坩堝外的電導體加熱套、包裹于所述電導體加熱套外的保溫層以及套設于所述保溫層外的高頻感應線圈；所述高頻感應線圈能夠產生渦旋電磁場使所述電導體加熱套制熱；所述水冷機用于對所述高頻感應線圈進行水冷。

7.如權利要求6所述的高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于：所述高頻感應線圈由形成有空芯通道的紫銅管繞制而成，所述空芯通道與所述水冷機通過管道連通。

8.如權利要求1-3任一項所述的高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于：所述高溫合金寬調速定向凝固裝置還包括測溫機構，所述測溫機構包括支撐架和安裝于所述支撐架上的紅外測溫儀；所述容器上設置有透明觀察窗，所述支撐架安裝于所述容器的上部。

9.如權利要求1-3任一項所述的高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于：所述高溫合金寬調速定向凝固裝置還包括加料機構，所述加料機構包括螺桿和加料勺，所述螺桿從外部貫穿所述容器的容器壁而伸入所述密封腔室內，所述螺桿能夠相對于所述容器壁軸向旋轉，所述加料勺設置于所述螺桿的位于所述密封腔室內的一端。

10.如權利要求1-3任一項所述的高溫合金寬調速定向凝固裝置，其特征在于：所述容器的容器壁內形成有水冷夾層，所述水冷夾層與所述水冷機通過管道連通。