一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高纯镍、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。本实用新型专利技术在真空感应熔炼镍、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，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，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。

A vacuum induction melting and casting device for high purity nickel, cobalt and its alloy ingot

The utility model discloses a high purity nickel, cobalt and cobalt alloy ingot by vacuum induction melting and casting device comprises a crucible and mold, the crucible comprises a crucible base top opening and coated on the inner surface of the crucible and the crucible base protection layer on the surface of boron nitride, the crucible and crucible induction coil in matrix matrix with the induction coil as a whole structure, the mold comprises a mold base top opening and coated on the inner surface and mold base mold on the surface of the protective layer of boron nitride, the mold base in directional solidification system. The utility model is not in the process of vacuum induction melting of nickel, cobalt and cobalt alloy in molten metal melting bonding phenomenon can occur, melt erosion caused by the long time endurance of electromagnetic induction, prolong the service life of the crucible and mold, reduces the preparation cost; nor will the molten metal pollution, ensure the chemical quality of products, suitable for the preparation of integrated circuit with strict quality requirements of products Gao Chunnie, cobalt and cobalt alloy.

【技术实现步骤摘要】
一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置
本技术属于真空冶金
，具体涉及一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术采用以下技术方案：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。本技术相对现有技术具有以下有益效果：本技术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为本技术坩埚一种实施方式的结构示意图；图2为本技术坩埚另一种实施方式的结构示意图；图3为本技术铸模一种实施方式的结构示意图；图4为本技术铸模另一种实施方式的结构示意图。本技术附图标记含义如下：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技术作进一步说明。实施例1如图1和3所示，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，坩埚包括顶部开口的坩埚基体1以及镀覆在坩埚基体1内表面和上表面的坩埚氮化硼保护层2，坩埚基体1位于感应线圈3内且坩埚基体1与感应线圈3成一体结构，铸模包括顶部开口的铸模基体4以及镀覆在铸模基体4内表面和上表面的铸模氮化硼保护层5，铸模基体4位于定向凝固系统6内，坩埚基体1和铸模基体4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，坩埚基体1和铸模基体4呈下端封闭的圆柱形，坩埚基体1和铸模基体4的壁厚为10mm-30mm，坩埚氮化硼保护层2和铸模氮化硼保护层5的厚度为0.8mm-1.2mm。实施例2如图2和4所示，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，坩埚包括顶部开口的坩埚基体1以及镀覆在坩埚基体1内表面、上表面和外表面的坩埚氮化硼保护层2，坩埚基体1位于感应线圈3内且坩埚基体1与感应线圈3成一体结构，铸模包括顶部开口的铸模基体4以及镀覆在铸模基体4内表面、上表面和外表面的铸模氮化硼保护层5，铸模基体4位于定向凝固系统6内，坩埚基体1和铸模基体4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，坩埚基体1和铸模基体4呈下端封闭的圆柱形，坩埚基体1和铸模基体4的壁厚为10mm-30mm，坩埚氮化硼保护层2和铸模氮化硼保护层5的厚度为0.8mm-1.2mm。使用时，首先将金属原料手动置于坩埚内，同时将铸模置于定向凝固系统6内，关闭炉门抽真空；其次感应线圈3通电，通过调整熔炼功率慢慢将坩埚内物料熔化，同时定向凝固系统6通电加热铸模到一定温度；最后将坩埚内的熔液以一定速率倾倒入铸模内，铸模以设定的降温速率冷却得到表面光滑、内部无缺陷的合格铸锭产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于：所述坩埚包括顶部开口的坩埚基体（1）以及镀覆在坩埚基体（1）内表面和上表面的坩埚氮化硼保护层（2），所述坩埚基体（1）位于感应线圈（3）内且坩埚基体（1）与感应线圈（3）成一体结构，所述铸模包括顶部开口的铸模基体（4）以及镀覆在铸模基体（4）内表面和上表面的铸模氮化硼保护层（5），所述铸模基体（4）位于定向凝固系统（6）内。

【技术特征摘要】
1.一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，包括坩埚和铸模，其特征在于：所述坩埚包括顶部开口的坩埚基体（1）以及镀覆在坩埚基体（1）内表面和上表面的坩埚氮化硼保护层（2），所述坩埚基体（1）位于感应线圈（3）内且坩埚基体（1）与感应线圈（3）成一体结构，所述铸模包括顶部开口的铸模基体（4）以及镀覆在铸模基体（4）内表面和上表面的铸模氮化硼保护层（5），所述铸模基体（4）位于定向凝固系统（6）内。2.根据权利要求1所述的一种高纯镍、钴及其合金锭真空感应熔铸用装置，其特征在于：所述坩埚基体（1）的外表面设有坩埚氮化硼保护层（2）。3.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文福，张亚东，郭廷宏，石磊，王启军，杜军，马骞，祁世青，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃,62