[發明專利]一種難變形高溫合金制備用電子束誘導層凝裝置及方法

在審

• 申請號: 202010856122.6
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111910093A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 張瑞;崔傳勇;周亦胄;孫曉峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;C22B9/22;C22B9/04;B22D27/04;C22C19/05
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 李兮

1.一種難變形高溫合金制備用電子束誘導層凝裝置，其特征在于，該裝置包括：爐體，控制單元、感應熔煉單元、電子束提純單元、層凝單元、溫度監測單元和真空單元；

所述感應熔煉單元、提純單元、層凝單元設置于所述爐體內；

所述感應熔煉單元用于對合金原料進行熔煉和精煉；

所述電子束提純單元用于對熔煉和精煉后得到的熔體進行提純處理；

所述層凝單元用于對提純后的熔體進行冷卻并使其形成層凝結構；

所述溫度監測單元用于監測所述感應熔煉單元和所述層凝單元中的熔體溫度；

所述控制單元用于控制感應熔煉單元、提純單元、層凝單元、溫度監測單元和真空單元的自動化運行；

所述真空單元用于為爐體提供真空環境。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述感應熔煉單元包括：感應線圈、感應熔煉坩堝、感應電源和旋轉電機；所述感應線圈纏繞于所述感應熔煉坩堝外壁上，所述感應線圈與所述感應電源連接，所述旋轉電機設置于所述感應熔煉坩堝底部，用于控制所述感應熔煉坩堝翻轉。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述電子束提純單元設置在所述層凝單元上方，包括電子槍，所述電子槍設置于所述爐體內，用于發射電子束；

所述裝置還包括電子槍真空部件，所述電子槍真空部件與所述電子槍連接，用于對所述電子槍進行抽真空。

4.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述層凝單元包括水冷銅坩堝、水冷銅坩堝支撐臺和伺服電機；所述水冷銅坩堝設置于所述水冷銅坩堝支撐臺上，所述伺服電機設置于所述水冷銅坩堝支撐臺下部，用于控制所述水冷銅坩堝支撐臺沿豎直方向上下移動；所述水冷銅坩堝用于冷卻進入的熔體。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述水冷銅坩堝的底部外壁上設置有進水口，上部側壁上設置有出水口，所述進水口與進水管路連通，所述出水口與出水管路連通，所述進水管路上設置有水壓傳感器，所述出水管路上設置有溫度傳感器和熱式流量開關。

6.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述溫度監測單元設置于爐體頂部，包括紅外影像儀和機械傳動部件，所述機械傳動部件與所述紅外影像儀連接，用于控制所述紅外影像儀搖擺運動，以監測所述感應熔煉單元和所述層凝單元中的熔體溫度。

7.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述真空單元包括機械泵、增壓泵、擴散泵、真空測試儀、電磁閥和管道構件；所述爐體兩側均設置有所述管道構件，所述爐體兩側的管道構件上均設置有電磁閥，所述擴散泵、增壓泵和機械泵依次串聯設置于所述爐體一側的管道構件上；所述真空測試儀設置于所述管道構件上。

8.根據權利要求7所述的裝置，其中，所述擴散泵為至少兩個，所述至少兩個擴散泵并聯設置于所述管道構件上。

9.根據權利要求7所述的裝置，其中，所述真空測試儀為多個。

10.一種利用權利要求1-9中任意一項所述的裝置制備難變形高溫合金的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)利用真空單元將爐體內部抽真空，然后在感應熔煉單元中對合金原料進行熔煉和精煉，得到熔體；

(2)所述熔體通過所述電子束提純單元進行提純，并在層凝單元中冷卻形成層凝結構，得到難變形高溫合金鑄錠；

其中，利用溫度監測單元對所述感應熔煉單元和所述層凝單元中的熔體溫度進行監測；利用控制單元控制所述感應熔煉單元、電子束提純單元、層凝單元、溫度監測單元和真空單元的自動化運行。