[發(fā)明專利]電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的設(shè)備與方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110307635.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN113061742A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉翹楚;賴奇;廖先杰;彭富昌;趙曦光;趙海泉;鐘璨宇;陳今良;崔晏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 攀枝花學(xué)院
• 主分類號(hào): C22B9/22
• 分類號(hào): C22B9/22;B22D11/00;B22D11/11;B22D11/113
• 代理公司: 成都希盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 張錫軍;楊冬

1.電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的設(shè)備，包括熔煉冷床(8)、熔煉電子槍(1)、水冷銅結(jié)晶器(4)以及水冷銅柱(3)，其特征在于：所述水冷銅結(jié)晶器(4)豎直設(shè)置，所述水冷銅柱(3)設(shè)置于水冷銅結(jié)晶器(4)的內(nèi)部，且水冷銅結(jié)晶器(4)的中心線與水冷銅柱(3)的中心線重合，水冷銅結(jié)晶器(4)與水冷銅柱(3)之間設(shè)置有圓環(huán)形的成型腔(9)，水冷銅柱(3)的端部設(shè)置有進(jìn)水口(5)和出水口(6)；所述熔煉冷床(8)設(shè)置在水冷銅結(jié)晶器(4)的上方，所述熔煉電子槍(1)設(shè)置在熔煉冷床(8)的上方。

2.如權(quán)利要求1所述的電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的設(shè)備，其特征在于：所述成型腔(9)上端口的上方設(shè)置有多個(gè)電子槍(10)。

3.如權(quán)利要求1所述的電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的設(shè)備，其特征在于：所述水冷銅柱(3)與水冷銅結(jié)晶器(4)可拆卸連接。

4.如權(quán)利要求3所述的電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的設(shè)備，其特征在于：所述成型腔(9)的厚度為10～50mm。

5.如權(quán)利要求1所述的電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的設(shè)備，其特征在于：所述進(jìn)水口(5)和出水口(6)均設(shè)置在水冷銅柱(3)的下端，所述水冷銅柱(3)內(nèi)部設(shè)置有隔熱筒(31)，隔熱筒(31)與水冷銅柱(3)的側(cè)壁之間設(shè)置有冷卻腔，隔熱筒(31)的下端與水冷銅柱(3)的底板固定連接，上端與水冷銅柱(3)的頂板之間設(shè)置有間距，所述進(jìn)水口(5)與冷卻腔連通，出水口(6)與隔熱筒(31)的內(nèi)腔連通。

6.如權(quán)利要求1所述的電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的設(shè)備，其特征在于：熔煉冷床(8)的邊緣位于成型腔(9)的上方，所述熔煉冷床(8)連接有用于驅(qū)動(dòng)熔煉冷床(8)傾斜的驅(qū)動(dòng)裝置。

7.采用如權(quán)利要求1至6所述電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的設(shè)備的電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的方法，其特征在于，包括以下步驟

S1：將原料放入熔煉冷床(8)；

S2：抽真空；

S3：利用熔煉電子槍(1)將熔煉冷床(8)中的原料熔化；

S4：將熔化后的原料注入成型腔(9)，同時(shí)通過進(jìn)水口(5)向水冷銅柱(3)內(nèi)通入冷卻水，冷卻水將原料冷卻形成管坯，水冷銅柱(3)不斷往下拉錠得到管材。

8.如權(quán)利要求7所述的電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的方法，其特征在于，步驟S1中，原料包括0A級(jí)的海綿鈦或者牌號(hào)為TC4的鈦合金，利用有機(jī)溶劑將原料清洗干凈，并在100～120℃的真空環(huán)境中干燥后，再將原料放入熔煉冷床(8)。

9.如權(quán)利要求7所述的電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的方法，其特征在于，步驟S2中，以滑閥泵、羅茨泵和擴(kuò)散泵逐次抽真空，使工作腔真空度到達(dá)10^-2～10^-3Pa。

10.如權(quán)利要求7所述的電子束鑄造厚壁鈦金屬及鈦合金管的方法，其特征在于，步驟S4中，利用保溫電子槍(10)不斷地在成型腔(9)上端口做弧形掃描，用于熔化成型腔(9)上端口凝固的原料以及保持成型腔(9)上端口的原料的流動(dòng)性。