[發(fā)明專利]一種真空環(huán)境下的定向凝固澆鑄方法

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• 申請日: 2023-06-02
• 公開（公告）號: CN116638069A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周廣東
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山慧封電子科技材料有限公司
• 主分類號: B22D27/04
• 分類號: B22D27/04;B22D27/15
• 代理公司: 北京智行陽光知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11738
• 代理人: 姚海

本發(fā)明涉及一種真空環(huán)境下的定向凝固澆鑄方法，其包括底板，底板的上表面開設(shè)有水槽，底板的兩側(cè)表面均安裝有水管，且兩個水管均與水槽連通，底板的上表面安裝有冷卻板，冷卻板的上表面安裝有保溫套，保溫套的內(nèi)部設(shè)置有加熱線圈，保溫套的內(nèi)側(cè)設(shè)置有坩堝，且坩堝的高度高于保溫套的高度。通過加熱線圈將保溫套內(nèi)側(cè)溫度加溫至澆鑄金屬的熔點上，并通過保溫套進行保溫，通過坩堝底部水槽內(nèi)的冷卻水路進行冷卻降溫，使坩堝內(nèi)的熔融金屬由下往上定向凝固，凝固過程中將熔融態(tài)中的雜質(zhì)及氣體向上推并集中在頂部，切去即可，從而避免了原有技術(shù)在冷卻過程中內(nèi)部雜質(zhì)無法析出及氣體無法排除的問題，保證澆鑄后的金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一，無缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬澆鑄技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種真空環(huán)境下的定向凝固澆鑄方法。

背景技術(shù)

高純度的活潑金屬及低熔點金屬在澆鑄時，為避免金屬與空氣中的氧氣、氮氣、水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)，一般會在真空環(huán)境下進行澆鑄，通過抽真空，這樣可以有效的去除空氣中的氣體分子，避免再高溫下發(fā)生化合反應(yīng)，改變材料自身性質(zhì)或被污染，同時，真空環(huán)境下澆鑄，可以優(yōu)化澆鑄工藝中縮孔、縮松的出現(xiàn)。

但在實際應(yīng)用中，由于金屬在澆鑄后待其自然冷卻，一般狀況下的冷卻是由外而內(nèi)，即外部先凝固而內(nèi)部仍為熔融狀態(tài)，由外向內(nèi)逐步的凝固過程中，同種元素原子率先結(jié)合結(jié)晶成固態(tài)，其他原子即可視為雜質(zhì)，夾雜其中；同時，由于外部先凝固，堵住了內(nèi)部的雜質(zhì)和氣體的排除通道，將會產(chǎn)生夾雜和氣孔缺陷，由于存在縮孔等缺陷，導(dǎo)致金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不致密，在進行后續(xù)生產(chǎn)時因為缺陷造成產(chǎn)品報廢或者機械強度不足壽命有限，影響工程中的實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種能夠保證澆鑄后的金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一，無缺陷，具有良好的組織結(jié)構(gòu)的真空環(huán)境下的定向凝固澆鑄裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

一種真空環(huán)境下的定向凝固澆鑄方法，包括底板。

底板的上表面開設(shè)有水槽，底板的兩側(cè)表面均安裝有水管，且兩個水管均與水槽連通。

底板的上表面安裝有冷卻板，冷卻板的上表面安裝有保溫套，保溫套的內(nèi)部設(shè)置有加熱線圈，保溫套的內(nèi)側(cè)設(shè)置有坩堝，且坩堝的高度高于保溫套的高度。

凝固澆鑄方法為，在真空環(huán)境下，通過加熱線圈將保溫套內(nèi)側(cè)溫度加溫至澆鑄金屬的熔點上，并通過保溫套進行保溫，保證金屬融化后澆鑄在坩堝內(nèi)仍為熔融態(tài)，通過坩堝底部水槽內(nèi)的冷卻水路進行冷卻降溫，使坩堝內(nèi)的熔融金屬由下往上定向凝固，凝固過程中將熔融態(tài)中的雜質(zhì)及氣體向上推，直到完全凝固，雜質(zhì)及氣體缺陷均集中在頂部，切去即可，從而避免了原有技術(shù)在冷卻過程中內(nèi)部雜質(zhì)無法析出及氣體無法排除的問題，保證澆鑄后的金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一，無缺陷，具有良好的組織結(jié)構(gòu)，對于高純金屬的提純、熔煉及合金化，有著重大的意義，此技術(shù)簡單易行，成本較低，對于生產(chǎn)高純金屬、活潑金屬有著巨大的幫助，優(yōu)化了提純工藝和澆鑄工藝，更有利于獲得優(yōu)異的組織晶相。

進一步的，保溫套的內(nèi)徑與坩堝的直徑相匹配，所述保溫套可放置于坩堝內(nèi)。

坩堝放入保溫套內(nèi)后，其與保溫套的內(nèi)壁相貼合，保證坩堝內(nèi)熔融金屬的溫度均勻。

進一步的，冷卻板為銅材質(zhì)制成，保溫套為硅酸鈣材質(zhì)制成。

銅的導(dǎo)熱性好，能夠提高對熔融金屬的降溫效果，硅酸鈣耐高溫，且保溫性能好，滿足使用需求。

進一步的，水槽為蛇形結(jié)構(gòu)。

蛇形結(jié)構(gòu)增加了冷卻水的停留時間，提高其降溫能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中保溫套的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。