[发明专利]一种真空环境下的定向凝固浇铸方法

说明书

本发明涉及一种真空环境下的定向凝固浇铸方法，其包括底板，底板的上表面开设有水槽，底板的两侧表面均安装有水管，且两个水管均与水槽连通，底板的上表面安装有冷却板，冷却板的上表面安装有保温套，保温套的内部设置有加热线圈，保温套的内侧设置有坩埚，且坩埚的高度高于保温套的高度。通过加热线圈将保温套内侧温度加温至浇铸金属的熔点上，并通过保温套进行保温，通过坩埚底部水槽内的冷却水路进行冷却降温，使坩埚内的熔融金属由下往上定向凝固，凝固过程中将熔融态中的杂质及气体向上推并集中在顶部，切去即可，从而避免了原有技术在冷却过程中内部杂质无法析出及气体无法排除的问题，保证浇铸后的金属内部结构均一，无缺陷。

技术领域

本发明涉及金属浇铸技术领域，具体为一种真空环境下的定向凝固浇铸方法。

背景技术

高纯度的活泼金属及低熔点金属在浇铸时，为避免金属与空气中的氧气、氮气、水蒸气等发生反应，一般会在真空环境下进行浇铸，通过抽真空，这样可以有效的去除空气中的气体分子，避免再高温下发生化合反应，改变材料自身性质或被污染，同时，真空环境下浇铸，可以优化浇铸工艺中缩孔、缩松的出现。

但在实际应用中，由于金属在浇铸后待其自然冷却，一般状况下的冷却是由外而内，即外部先凝固而内部仍为熔融状态，由外向内逐步的凝固过程中，同种元素原子率先结合结晶成固态，其他原子即可视为杂质，夹杂其中；同时，由于外部先凝固，堵住了内部的杂质和气体的排除通道，将会产生夹杂和气孔缺陷，由于存在缩孔等缺陷，导致金属内部组织结构不致密，在进行后续生产时因为缺陷造成产品报废或者机械强度不足寿命有限，影响工程中的实际应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够保证浇铸后的金属内部结构均一，无缺陷，具有良好的组织结构的真空环境下的定向凝固浇铸装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种真空环境下的定向凝固浇铸方法，包括底板。

底板的上表面开设有水槽，底板的两侧表面均安装有水管，且两个水管均与水槽连通。

底板的上表面安装有冷却板，冷却板的上表面安装有保温套，保温套的内部设置有加热线圈，保温套的内侧设置有坩埚，且坩埚的高度高于保温套的高度。

凝固浇铸方法为，在真空环境下，通过加热线圈将保温套内侧温度加温至浇铸金属的熔点上，并通过保温套进行保温，保证金属融化后浇铸在坩埚内仍为熔融态，通过坩埚底部水槽内的冷却水路进行冷却降温，使坩埚内的熔融金属由下往上定向凝固，凝固过程中将熔融态中的杂质及气体向上推，直到完全凝固，杂质及气体缺陷均集中在顶部，切去即可，从而避免了原有技术在冷却过程中内部杂质无法析出及气体无法排除的问题，保证浇铸后的金属内部结构均一，无缺陷，具有良好的组织结构，对于高纯金属的提纯、熔炼及合金化，有着重大的意义，此技术简单易行，成本较低，对于生产高纯金属、活泼金属有着巨大的帮助，优化了提纯工艺和浇铸工艺，更有利于获得优异的组织晶相。

进一步的，保温套的内径与坩埚的直径相匹配，所述保温套可放置于坩埚内。

坩埚放入保温套内后，其与保温套的内壁相贴合，保证坩埚内熔融金属的温度均匀。

进一步的，冷却板为铜材质制成，保温套为硅酸钙材质制成。

铜的导热性好，能够提高对熔融金属的降温效果，硅酸钙耐高温，且保温性能好，满足使用需求。

进一步的，水槽为蛇形结构。

蛇形结构增加了冷却水的停留时间，提高其降温能力。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明中底板的结构示意图。

图3为本发明中保温套的剖面结构示意图。