[实用新型]一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置

说明书

技术领域

本实用新型属于真空冶金技术领域，具体涉及一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置。

背景技术

高纯镍、钴及合金主要用于航空航天、军工等装备方面的结构材料及关键部件，以及装饰材料、磁性薄膜材料和大规模集成电路接触层材料等领域，随着各领域技术的飞速发展和逐渐成熟，对高纯镍、钴及合金材料的需求日益增加，但是材料生产技术有待提高，目前所发表文献中提到的生产高纯镍、钴及合金的常用方法，不外乎电子束炉熔炼（成本高、物理质量不易控制）和以氧化物、石墨材质的坩埚、铸模进行真空感应熔炼（坩埚、铸模寿命短，并易污染熔液）。

使用氧化物坩埚和铸模进行真空感应炉熔炼镍钴及其合金，坩埚中的杂质易进入熔液，影响产品品质，还会有部分金属熔液粘接在坩埚壁，不易清理，造成金属量损失，理想状态下坩埚寿命在10-20炉次，每次更换坩埚均需拆炉、筑炉作业，增加了操作人员劳动强度；同时熔液在氧化物铸模内成型后，每次取出铸锭必须将铸模人为损坏，成本增加，铸锭表面质量差，需要深度扒皮，成材率低。

使用石墨坩埚和铸模进行真空感应炉熔炼镍钴及其合金，虽然铸锭成型后脱模容易，但是从理论和实践均说明高温下金属镍、钴与石墨发生反应，会严重损坏石墨坩埚，产品中C杂质污染严重，不满足下游客户的使用要求。

熔炼镍钴及其合金使用熔点高的金属坩埚（如钨、铱）和整体的氮化硼坩埚，价格太贵，一旦损坏无法修复，必须整体更换，经济成本不合算。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种不会污染溶液、使用寿命长、成本及劳动强度低、能制备出表面光滑且内部无缺陷的高质量产品的高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，包括坩埚和铸模，所述坩埚包括顶部开口的坩埚基体以及镀覆在坩埚基体内表面和上表面的坩埚氮化硼保护层，所述坩埚基体位于感应线圈内且坩埚基体与感应线圈成一体结构，所述铸模包括顶部开口的铸模基体以及镀覆在铸模基体内表面和上表面的铸模氮化硼保护层，所述铸模基体位于定向凝固系统内。

进一步地，所述坩埚基体的外表面设有坩埚氮化硼保护层。

进一步地，所述铸模基体的外表面设有铸模氮化硼保护层。

进一步地，所述坩埚氮化硼保护层和铸模氮化硼保护层的厚度为0. 8mm-1.2mm。

进一步地，所述坩埚基体和铸模基体的材料为石墨、氧化镁、氧化铝、氧化钙、氧化锆中的一种或几种。

进一步地，所述坩埚基体和铸模基体的壁厚为10mm-30mm。

进一步地，所述坩埚基体和铸模基体呈下端封闭的圆柱形。

本实用新型相对现有技术具有以下有益效果：本实用新型通过将性质稳定的氮化硼材料紧密附着在石墨或氧化物坩埚基体及铸模基体表面作为保护层，在真空感应熔炼镍、钴及其合金的过程中不会与金属熔液发生互熔粘接现象，可以长时间忍耐电磁感应引起的熔液冲刷，坩埚和铸模的使用寿命可达到几百炉次，延长了坩埚和铸模的使用寿命，降低了制备成本；也不会对金属熔液造成污染，保证了产品化学质量。同时将坩埚基体与感应线圈做成一体，更换坩埚时无需拆炉、筑炉，降低了操作人员的劳动强度，提高了工作效率。另外，将镀有铸模氮化硼保护层的铸模基体设置于定向凝固系统内，极大改善了铸锭表面和内部物理质量，提高了成材率，同时表面光滑，脱模容易，延长了使用寿命，降低了成本，适于制备质量要求严格的集成电路用高纯镍、钴及其合金产品。

附图说明

图1为本实用新型坩埚一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型坩埚另一种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型铸模一种实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型铸模另一种实施方式的结构示意图。

本实用新型附图标记含义如下：1、坩埚基体；2、坩埚氮化硼保护层；3、感应线圈；4、铸模基体；5、铸模氮化硼保护层；6、定向凝固系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1