[發明專利]一種高熵合金的熔鑄裝置和方法

在審

• 申請號: 202211246241.5
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115502341A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 柴明強;胡家彥;白延利;馬騫;魯相杰;楊曉艷;賀曉濤;李偉;孫成成;陸世海
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司;蘭州金川科技園有限公司
• 主分類號: B22D9/00
• 分類號: B22D9/00;B22D7/12;B22D35/04;B22D7/00;C22C1/02;F27B14/04;F27B14/10;F27B14/14;C22C30/02
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 賀云美

1.一種高熵合金的熔鑄裝置，其特征在于，該熔鑄裝置包括：

磁懸浮爐體，設在所述磁懸浮爐體內部的冷坩堝（5）、內嵌坩堝（3）、底錠（4）、感應線圈（6）、測溫機構和下料機構、水冷引錠機構；

所述感應線圈（6）設在冷坩堝（5）外側；所述下料機構設于所述冷坩堝（5）上方，所述內嵌坩堝（3）設在所述冷坩堝（5）內部；所述底錠（4）設在所述內嵌坩堝（3）內部，且底部與所述水冷引錠機構相連；

所述內嵌坩堝（3）頂部與所述冷坩堝（5）頂部平齊，底部具有反沿，所述反沿的頂部與所述冷坩堝（5）的底部相連，底部距離所述感應線圈（6）下沿60-300mm且設有支撐結構；所述內嵌坩堝（3）壁厚15-60mm；

所述下料機構用于控制長桿原料（7）的運動速度，所述水冷引錠機構用于控制所述底錠（4）的運動速度，所述測溫機構用于實現所述冷坩堝（5）上沿向上10mm-30mm處和下沿向下10mm-30mm處的測溫；所述長桿原料（7）由多種合金線材等比例互繞成一組，再以組為單位互繞形成；或者按照配比混合，多批次分段裝入電極壓制工具中，利用液壓壓制成。

2.如權利要求1所述的熔鑄裝置，其特征在于，所述底錠（4）的底面為平面且在其中心位置具有向下延伸的凸起，所述水冷引錠機構的頂部設有與所述凸起配合使用的凹槽，所述凸起置于所述凹槽后通過橫穿的固定銷（9）實現連接。

3.如權利要求1所述的熔鑄裝置，其特征在于，所述水冷引錠機構包括引錠桿（2）和設在所述引錠桿（2）頂部的引錠頭（11），所述引錠頭（11）頂部與所述底錠（4）底部相連，所述引錠桿（2）內部設置進水同心管（1）且采用內進外出方式通冷卻水；所述引錠頭（11）底部與冷卻水接觸的位置設有螺旋水道。

4.如權利要求1所述的熔鑄裝置，其特征在于，所述支撐結構包括支撐架（10）和設在所述支撐架（10）頂部并向上延伸的卡套（8），所述卡套（8）的內徑與所述反沿的外徑相適應，所述卡套（8）和所述支撐架（10）的內側壁均不超過所述內嵌坩堝（3）的內側壁。

5.如權利要求4所述的熔鑄裝置，其特征在于，所述支撐架（10）呈環狀且環狀的內徑側高于外徑側，內徑側頂部設有所述卡套（8），外徑側通過螺栓與爐體內腔底部相連。

6.一種高熵合金的熔鑄方法，其特征在于，基于權利要求1所述的熔鑄裝置，該熔鑄方法包括：

預制長桿原料（7）和底錠（4），將所述長桿原料（7）裝入下料機構，并按照結構設置完成內嵌坩堝（3）、冷坩堝（5）、底錠（4）和水冷引錠機構的裝配；

調節所述水冷引錠機構，使所述底錠（4）上端面進入感應線圈（6）高度的2/3內，同時調整所述下料機構，使所述長桿原料（7）下端面離所述感應線圈（6）上邊緣25mm；關閉爐蓋，按真空爐操作步驟，抽真空，開啟功率加熱；

利用磁懸浮將所述底錠（4）頭部融化，形成4cm以上的熔池，當下測溫達到750-900℃且上測溫達到850-1200℃時，所述下料機構開始下料，同時所述水冷引錠機構向下拉錠，實現進料與拉錠的自動銜接；其中，下料速度和下拉速度均在0.01mm/s-0.5 mm/s之間；

物料熔至限位后停止加熱，維持真空4h以上，停爐，一段時間后取錠。

7.如權利要求6所述的熔鑄方法，其特征在于，所述抽真空，開啟功率加熱，包括：開啟抽空，真空度達到5*10^-2Pa以下時，開啟功率加熱，以20kw/15min的速度提升功率，至180kw維持。