[发明专利]难熔高活多元复杂合金悬浮感应熔炼负压吸铸装置及方法

说明书

本发明提供一种难熔高活多元复杂合金悬浮感应熔炼负压吸铸装置及方法，涉及合金铸造技术领域。本装置包括负压浇铸室和真空悬浮熔炼室等，负压浇铸室连接在真空悬浮熔炼室下方，真空悬浮熔炼室内设置有悬浮熔炼坩埚，悬浮熔炼坩埚包括坩埚主体和坩埚底，坩埚底连接在坩埚主体底部，坩埚主体的外壁上缠绕有第一感应线圈，坩埚底的外壁上缠绕有第二感应线圈，坩埚底的下端口与模具的浇铸口连通，模具位于负压浇铸室内，模具的外壁缠绕有第三感应线圈；第一感应线圈、第二感应线圈、第三感应线圈分别与第一电源、第二电源、第三电源连接。本发明有效避免了铸件内部气孔多、浇铸缺陷多的问题，实现了高熔点、高活性、流动性差的金属材料的吸铸成形。

技术领域

本发明涉及合金铸造技术领域，尤其涉及一种难熔高活多元复杂合金悬浮感应熔炼负压吸铸装置及方法。

背景技术

真空吸铸是一种在型腔内造成真空，把金属由上而下的吸入型腔，进行凝固成形的铸造方法，能够使铸件获得致密的组织，提高铸件的力学性能，生产过程易于机械化、自动化，生产效率高。然而对于一些熔点高、流动性差、活性高的复杂合金，目前吸铸成形的效果较差。

现有技术中提出了一种针对高活性合金的吸铸设备，包括钨电极、坩埚、吸铸阀门、模具等部件，通过钨电极对坩埚中的合金块进行加热，将合金块熔化成合金液，合金液经过吸铸阀门流入到模具中，进行冷凝成形。该技术存在吸铸合金熔点低，一般针对于铝合金、铜合金等低熔点合金的吸铸，对于高熔点、高粘度的复杂合金，当前工艺实现困难。并且该技术存在钨电极对金属液造成污染、铸件纯净度差等且单次吸铸量均在1kg以下，只能成形简单构件简单，一般吸铸件为棒材。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种难熔高活多元复杂合金悬浮感应熔炼负压吸铸装置及方法，以解决上述问题。

基于上述目的，本发明提供了一种难熔高活多元复杂合金悬浮感应熔炼负压吸铸装置，包括：负压浇铸室、真空悬浮熔炼室、悬浮熔炼坩埚、模具、第一感应线圈、第二感应线圈、第三感应线圈、第一电源、第二电源和第三电源；负压浇铸室连接在真空悬浮熔炼室下方，真空悬浮熔炼室内设置有悬浮熔炼坩埚，悬浮熔炼坩埚包括坩埚主体和坩埚底，坩埚底连接在坩埚主体底部，坩埚主体的外壁上缠绕有第一感应线圈，坩埚底的外壁上缠绕有第二感应线圈，坩埚底的下端口与模具的浇铸口连通，模具位于负压浇铸室内，模具的外壁缠绕有第三感应线圈；第一感应线圈、第二感应线圈、第三感应线圈分别与第一电源、第二电源、第三电源连接。

进一步地，坩埚底为漏斗型结构，坩埚底的底端开口直径为5至20mm。

进一步地，本装置还包括负压吸铸机，负压吸铸机的端口与模具的排气口连接；用于将金属液吸入模具内成形。

进一步地，本装置还包括真空泵，真空泵通过管道分别与真空悬浮熔炼室、负压浇铸室连通；用于将真空悬浮熔炼室和负压浇铸室抽至真空状态。

进一步地，真空悬浮熔炼室的侧壁上开设有惰性气体接入口；用于向真空悬浮熔炼室内通入惰性气体。

进一步地，本装置还包括加料器、红外测温仪、观察窗和捣料杆，真空悬浮熔炼室包括熔炼室上盖和熔炼室主体，熔炼室上盖盖在熔炼室主体上，加料器的端部和捣料杆的端部分别穿过熔炼室上盖伸入至悬浮熔炼坩埚上方，红外测温仪安装在熔炼室上盖上，观察窗开设在熔炼室上盖上。红外测温仪用于测量真空悬浮熔炼室内的温度，观察窗用于观察坩埚内合金的状态，通过加料器能够直接向坩埚内加入合金块，捣料杆用于对坩埚内的合金进行搅拌，使合金受热更均匀。

难熔高活多元复杂合金悬浮感应熔炼负压吸铸方法，按以下步骤进行：

S1、将合金块放入至悬浮熔炼坩埚内，将负压浇铸室和真空悬浮熔炼室均抽至真空状态，当真空度达到1×10^-2Pa以下时，向熔炼室内充入氩气；