[实用新型]一种感应熔炼用嵌套式组合坩埚

说明书

本实用新型是一种感应熔炼用嵌套式组合坩埚，该组合坩埚包括一个外衬坩埚1，外衬坩埚1放置在坩埚篮内，在外衬坩埚1和坩埚篮之间的空隙中填埋耐火材料以固定外衬坩埚1的位置，在外衬坩埚1内腔的底部放置一个衬底槽2，在衬底槽2的上面放置一个内衬坩埚3，待熔炼的单晶高温合金锭放置在内衬坩埚3内进行精炼。该组合坩埚能够实现不破真空下快速更换内衬坩埚3，达到单支内衬坩埚3单炉次熔炼浇注使用，另外，可以通过选择多种尺寸内衬坩埚3和衬底槽2的组合方式，达到在同一真空感应熔炼设备中连续获得高纯度、多品种、批量化生产的单晶高温合金铸件的目的。

技术领域

本实用新型是一种感应熔炼用嵌套式组合坩埚，属于单晶高温合金铸件制造技术领域。

背景技术

单晶高温合金是先进燃气涡轮发动机中涡轮叶片以及其他承温、承载要求极高的零部件用关键材料。近些年，随着航空发动机种类和数量的爆发式增长，单晶高温合金铸件的高纯度、多品种、大批量生产开发模式成为未来产业化发展趋势。通常，单晶高温合金铸件工程化研制是采用Bridgman定向凝固法，通过真空感应熔炼设备将单晶高温合金重熔后注入陶瓷型壳，铸造而成。

目前真空感应熔炼方法是先将坩埚篮固定在电磁感应线圈内，再将特定尺寸的坩埚嵌入坩埚篮内，在坩埚和坩埚篮之间的空隙中填埋耐火材料，然后将特定牌号的单晶高温合金锭送入坩埚，合金锭经过电磁感应加热重熔精炼后注入陶瓷型壳，再通过定向凝固方式获得单晶高温合金铸件。现行真空感应熔炼方法的缺点是：①一支坩埚使用频次多达7炉次，坩埚表面杂质扩散进合金液的几率增大，影响单晶高温合金纯净度；②坩埚尺寸固定后，获得单晶铸件品种单一；③坩埚更换过程停工等待时间长，需要破真空，生产效率低，不适合批量化生产。

发明内容

本实用新型正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种感应熔炼用嵌套式组合坩埚，其目的是为了克服现行真空感应熔炼方法的缺点，满足单晶高温合金铸件未来产业化发展趋势。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种感应熔炼用嵌套式组合坩埚包括一个外衬坩埚1，外衬坩埚1放置在坩埚篮内，在外衬坩埚1和坩埚篮之间的空隙中填埋耐火材料以固定外衬坩埚1的位置，在外衬坩埚1内腔的底部放置一个衬底槽2，在衬底槽2的上面放置一个内衬坩埚3，待熔炼的单晶高温合金锭放置在内衬坩埚3内进行精炼。

进一步，所述外衬坩埚1和内衬坩埚3均为采用同一工艺制造的铝质坩埚，且在等静压成型后的高温烧结温度不低于1650℃。

进一步，所述衬底槽2为石墨材质。

进一步，所述衬底槽2侧壁厚度值不小于内衬坩埚3侧壁厚度值的2倍。

进一步，所述衬底槽2外侧壁面与外衬坩埚1内侧壁面之间的间隙小于3mm。

进一步，所述内衬坩埚3外侧壁面与外衬坩埚1内侧壁面之间的间隙在5～10mm之间。

进一步，所述内衬坩埚3顶端面高度应高于外衬坩埚1顶端面高度，两端面高度差为8～15mm。

上述技术方案能够实现不破真空下快速更换内衬坩埚3，达到单支内衬坩埚3单炉次熔炼浇注使用，另外，可以通过选择多种尺寸内衬坩埚3和衬底槽2的组合方式，达到在同一真空感应熔炼设备中连续获得高纯度、多品种、批量化生产的单晶高温合金铸件的目的。

本实用新型技术方案的优点是：

一、本发明能够实现不破真空下快速更换内衬坩埚[3]，达到单支内衬坩埚[3]单炉次熔炼浇注使用。

二、本发明中衬底槽为石墨材质，石墨材质具有蓄热作用，可以保证每炉次高温合金液熔炼浇注后坩埚缓慢降温，减缓坩埚热震程度，有利于提高坩埚使用寿命。