[發(fā)明專利]一種電子束冷床熔煉中空鈦錠的水冷坩堝及其應(yīng)用

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• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112695207A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖強;劉振軍;吳東輝;李新宇;王嘉陽;于航;李東芳
• 申請（專利權(quán)）人: 航天海鷹（哈爾濱）鈦業(yè)有限公司
• 主分類號: C22B9/22
• 分類號: C22B9/22;C22B34/12;B22D7/04;B22D7/06
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

1.一種電子束冷床熔煉中空鈦錠的水冷坩堝，其特征在于，該水冷坩堝包括外壁1、內(nèi)芯2和底托3，外壁1為空心圓筒狀，內(nèi)芯2為具有錐度的柱狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯2同軸串裝在外壁1內(nèi)，且環(huán)狀的底托3位于外壁1和內(nèi)芯2之間并套裝在內(nèi)芯2外，內(nèi)芯2的下方和底托3的下方分別與拉錠機構(gòu)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子束冷床熔煉中空鈦錠的水冷坩堝，其特征在于，所述的外壁1包括鋼外側(cè)壁1-3和銅內(nèi)側(cè)壁1-4，鋼外側(cè)壁1-3和銅內(nèi)側(cè)壁1-4通過螺栓緊固連接為空心圓筒狀結(jié)構(gòu)，所述的鋼外側(cè)壁1-3的上端連通有循環(huán)冷卻水出水管1-2，所述的鋼外側(cè)壁1-3的下端連通有循環(huán)冷卻水進水管1-1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子束冷床熔煉中空鈦錠的水冷坩堝，其特征在于，所述的內(nèi)芯2包括桶狀的銅外側(cè)壁2-1、冷卻水管道2-2和底板2-3，所述的底板2-3開有進水口2-4和出水口2-5，所述的進水口2-4和出水口2-5分別與冷卻水管道2-2連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種電子束冷床熔煉中空鈦錠的水冷坩堝，其特征在于，所述的內(nèi)芯2的上端為大徑端，內(nèi)芯2的下端為小徑端，內(nèi)芯2錐度控制在0.3°～1°之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子束冷床熔煉中空鈦錠的水冷坩堝，其特征在于，所述的底托3包括底座3-1、托頂3-2和倒錐槽3-3，底座3-1、托頂3-2和倒錐槽3-3由下至上依次堆疊后通過螺栓緊固為環(huán)狀底托3。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電子束冷床熔煉中空鈦錠的水冷坩堝，其特征在于，所述的底座3-1和托頂3-2為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且底座3-1頂端面和托頂3-2的底端面開有環(huán)狀槽，底座3-1和托頂3-2上下相對布置形成冷卻水通道空腔，該冷卻水通道的進水口和出水口位于底座3-1的底部，且底座3-1和托頂3-2銜接處為密封槽結(jié)構(gòu)。

7.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的水冷坩堝熔煉中空鈦錠的方法，其特征在于，該方法采用電子束冷床熔煉爐進行，首先采用三槍電子束加熱鈦料，然后將熔化的鈦液傾注到水冷坩堝中，通過拉錠機構(gòu)將底托3拉至規(guī)定高度后停止電子束掃描，然后通過拉錠機構(gòu)將底托3和內(nèi)芯2下拉至熔煉爐的上部爐體以下，隨爐冷至300℃后，將爐體上部和爐體下部分離，通過液壓傳送裝置將下部爐體、中空鑄錠及內(nèi)芯推出爐體外，然后將鑄錠上部的內(nèi)芯2卸除，隨后卸下底托3，獲得中空鈦錠。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水冷坩堝熔煉中空鈦錠的方法，其特征在于，該方法熔鑄過程中工藝參數(shù)設(shè)定為：電極截面規(guī)格為370mm×370mm，電極進料速度為10mm/min～15mm/min；1#電子槍用于熔化金屬原料，熔煉功率240KW～270KW；2#電子槍用于加熱結(jié)晶器內(nèi)中空鑄錠，精煉功率120KW～150KW；3#電子槍用于給冷床中熔融鈦液提供熱源，結(jié)晶區(qū)加熱功率60KW～90KW；拉錠速度范圍：20mm/min～50mm/min。