[发明专利]凝固过程可控的钛基合金反重力铸造装置及铸造方法

权利要求书

1.一种凝固过程可控的钛基合金反重力铸造装置，包括熔炼系统和吸铸系统，所述熔炼系统包括下炉体、感应加热器、水冷铜坩埚、坩埚升降机构、惰性气体储气瓶和抽真空管道；其中，所述的感应加热器为水冷铜线圈，缠绕于水冷铜坩埚外侧，坩埚升降机构位于水冷铜坩埚下方由电机控制，可实现水冷铜坩埚的升降；吸铸系统由上炉体、升液管、升液管加热器、铸型加热器、铸型固定套筒、陶瓷铸型组成；所述的铸型固定套筒、升液管和升液管加热器都固定于上炉体上，铸型固定在铸型套筒内；吸铸系统包括上炉体、升液管、升液管加热器、铸型固定套筒和陶瓷铸型；所述的铸型固定套筒、升液管和升液管加热器均按常规方式固定在上炉体内；陶瓷铸型固定在铸型套筒内；其特征在于：

所述吸铸系统中还包括铸型加热器；所述铸型加热器采用水冷铜线圈绕制而成，固定在上炉体内表面，并与铸型固定套筒的外圆周表面对应；所述铸型加热器表面与铸型固定套筒外圆周表面之间的距离须满足铸型的安装要求；所述升液管加热器固定在上炉体与下炉体之间的过渡仓内表面，并使该升液管加热器的外表面与位于过渡仓内的升液管外圆周表面之间的间距须满足升液管的安装要求。

2.一种使用凝固过程可控的钛基合金反重力铸造装置进行反重力铸造的方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，预热陶瓷铸型和升液管；将合金原料放入反重力铸造装置的水冷铜坩埚内；通过铸型加热器将陶瓷铸型预热至920～1400℃并保温至整个吸铸过程结束，所述铸型加热器的电流为12.8～46.0A；通过升液管加热器将升液管预热至900～1150℃并保温至整个吸铸过程结束，所述升液管加热器电流11～22.3A；

步骤2，熔炼；关闭上炉体的真空阀，对下炉体1抽真空至6.6×10^-4～6.6×10^-2Pa，关闭下炉体的真空阀；打开下炉体的Ar气流量控制系统，向炉体内充氩气至4.8×10²～5×10³Pa，开始水冷铜坩埚熔炼；通过感应加热器对合金进行熔炼，熔炼电流为56～68A，熔炼温度为1622～1760℃并保温4～15min；得到合金的熔体；步骤3，反重力充型；升高水冷铜坩埚至升液管浸入合金熔体中；继续通过下炉体的Ar气流量控制系统，向下炉体内充氩气使升液压力至140～300kPa，使合金熔体进入陶瓷铸型，在该压力下保压3～30min，得到成形的合金铸件；

步骤4，凝固；对得到的合金铸件自然冷却至920～1400℃，保持铸型加热器电流为12.8～46.0A，使合金铸件在920～1400℃温度下保温6～30min，保温结束后随炉冷却，得到凝固的合金铸件。