[实用新型]水冷铜坩埚

说明书

技术领域

本实用新型涉及难熔金属及其合金材料的磁感应熔炼技术领域，特别是涉及水冷铜坩埚。

背景技术

熔点高于1650℃并有一定储量的金属(钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛)称为难熔金属。以这些金属为基体，添加其他元素形成的合金称为难熔金属合金。这些金属及其合金在航空、航天兵器等领域有重要的应用。

悬浮熔炼技术又被称为冷坩埚真空熔炼技术。悬浮熔炼技术可以利用电磁悬浮力，使金属溶池在坩埚中呈悬浮或准悬浮状态，排除溶池与坩埚的相互作用，避免坩埚内壁的污染和坩埚内壁引起的异质形核。而在熔炼高熔点金属和金属合金时，坩埚的底部往往容易烧损，造成设备的损坏，增加维护成本。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种水冷铜坩埚，解决熔炼过程中坩埚底部容易烧损的问题。

一种水冷铜坩埚，包括坩埚本体及冷却水循环系统，所述坩埚本体包括分体成型的筒状侧壁及圆柱形底壁，所述冷却水循环系统包括相互独立的侧壁冷却水循环系统及底壁冷却水循环系统，所述底壁冷却水循环系统包括位于所述底壁下方的冷却杆，所述冷却杆内部包括第一进水管、第一出水管及集水腔，所述集水腔分别与所述第一进水管及所述第一出水管连接，并位于所述第一进水管及所述第一出水管的端部与所述底壁的底面之间。

在其中一个实施例中，所述第一出水管套设在所述第一进水管外部。

在其中一个实施例中，所述底壁包括6-9个铜块单体，相邻所述铜块单体122之间形成轴向的供磁力线穿透的第一缝隙。

在其中一个实施例中，所述底壁冷却水循环系统进一步包括独立的位于每个所述铜块单体内部的第二进水管及套设在所述第二进水管外侧的第二出水管，所述第二进水管与所述第二出水管靠近所述侧壁的端部相互连通，所述第二进水管与所述第一进水管连通，所述第二出水管与所述第一出水管连通。

在其中一个实施例中，所述侧壁包括多个坩埚瓣，相邻所述坩埚瓣之间形成径向的供磁力线穿透的第二缝隙。

在其中一个实施例中，所述坩埚瓣的数量为24-30个。

在其中一个实施例中，在周向方向上所述第二缝隙的宽度为0.5mm，在轴向方向上所述第二缝隙的上端开始于所述侧壁顶部，下端位于所述侧壁底部上方。

在其中一个实施例中，所述侧壁冷却水循环系统包括独立的位于每个所述坩埚瓣内部的第三出水管、套设在所述第三出水管外侧的第三进水管以及位于坩埚瓣外部的第二进水口及第二出水口，所述第三出水管与所述第二出水口连通，所述第三进水管与所述第二进水口连通。

在其中一个实施例中，所述侧壁冷却水循环系统进一步包括冷却水套，所述冷却水套包括上部进水套及下部回水套，所述上部进水套用于连接所述第二进水口及所述第三进水管，所述下部回水套用于连接所述第二出水口及所述第三出水管。

在其中一个实施例中，所述侧壁包括自上而下的第一侧壁及与所述第一侧壁相连接的第二侧壁，所述第一侧壁的内径在轴向保持不变，所述第二侧壁具有从上至下逐渐减小的内径，所述底壁的直径等于所述第二侧壁的最小内径。

在其中一个实施例中，所述冷却杆为与所述底壁等直径的圆柱体，所述冷却杆用于推动所述底壁在竖直方向上自由运动，能够使所述底壁进入所述筒状侧壁内部。

底壁冷却水循环系统与侧壁冷却水循环系统相互独立。工作过程中，冷却水经第一进水管到达集水腔，在集水腔内冷却水与底壁底面接触对底壁进行冷却之后流经第一出水管排出。解决了熔炼过程中坩埚底部制冷不足的问题，提高了坩埚底部的冷却能力，更为有效的保证水冷铜坩埚底部的冷却效果。可用于具有高熔点金属或合金，熔点约3500℃金属的熔炼，避免熔炼超高熔点金属或合金时坩埚底部因温度过高而烧损。且侧璧及底壁分体成型，一个部件的损坏不影响另一个部件的使用，可以大大降低设备的维护成本。

附图说明

图1为本实用新型水冷铜坩埚示意图；

图2为本实用新型水冷铜坩埚一个实施例的底壁冷却水循环系统示意图；

图3为本实用新型水冷铜坩埚一个实施例中的底壁俯视图；

图4为图3实施例中的底壁的主视图；

图5为本实用新型水冷铜坩埚另一个实施例中的底壁俯视图；

图6为图5实施例中的底壁的主视图；

图7为本实用新型水冷铜坩埚悬浮熔炼难熔高熵合金铸态组织结构图；

图8为本实用新型水冷铜坩埚悬浮熔炼高温合金铸态组织结构图。

具体实施方式