真空微晶非晶合成设备制造技术

本发明专利技术公开了一种真空微晶非晶合成设备，包括真空室、以及配制在真空室上的电弧熔炼阴极位置调整装置，其下端连接有非消耗阴极，非消耗阴极下方设置有熔炼模台，在真空室的中间部位设置有冷却辊，在冷却辊的一侧配制有雾化气体供给装置，雾化气体供给装置位于真空室内的气体出口端安装有气体喷嘴，雾化气体供给装置位于真空室外的气体出口端并与气源相联，在冷却辊的上方配制有坩埚，在坩埚上缠绕感应加热线圈，坩埚夹持组件紧固在坩埚升降组件上，坩埚升降组件的升降杆加工有中心孔，与坩埚夹持组件相连通，在冷却辊的下方有粉末产品收集桶。装卸都无需进行重新平衡调整，同时避免了安装冷却辊进行同心度调整和动平衡实验所带来的不便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种普通金属材料的熔炼与非平衡制备设备，特别涉及金属材料的熔炼合成、非平衡快速凝固、带状样品和粉体的制备、非晶态材料的合成与制备的真空多功能微晶非晶的合成设备。现有技术金属材料的熔炼、熔体快淬、非晶制备、粉末制备等材料样品的合成与制备是相互独立的技术。而主要用于科学研究的制备与合成大多需要在真空条件进行。因此制造成功了真空或气氛保护条件下的电弧熔炼、熔体快淬、雾化制粉、非晶制备等设备。但这些设备由于功能单一，不能用作它用。因此在材料的制备与合成中常是有几道工序则需要配置几台设备。投资大、占地多。特别是实验室内，由于研究方向的改变往往需要不同功能的设备，使前期购置的设备经过短时间的使用后而闲置或遗弃，造成资源的浪费或设备利用率的下降。为改变此现状，目前制造成功了复合熔炼炉，但它也只实现了电弧熔炼和熔体快淬两项功能。而由于该设备与传统单功能设备一样，在设计思路上坩埚夹持装置在真空室内的位置是基本固定的，因此只能在打开真空室的条件下，困难地在静态下小范围调整位置，在真空室外根本无法调整坩埚的位置，加热过程中坩埚更是无法变化其位置，由于坩埚的夹持和固定完全靠手动，坩埚和感应器之间，坩埚和冷却辊之间的相对位置经常出现偏差，常常造成坩埚内的材料不能熔化、加热过程中高频放电以及快淬时划辊等。不仅工作成功率低，材料、能源、时间浪费严重，而且设备工作极不稳定。冷却辊占用真空室内大部分空间，欲利用现有设备实现其它功能，则必须卸下冷却辊。而现有技术冷却辊为不可拆卸设计，重新安装后需要重新定位、对中和动平衡，难以恢复原始状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多功能、多用途、低成本、占地少，并提高设备的利用率的真空多功能微晶非晶合成设备。本专利技术的技术方案是这样实现的包括真空室、以及配制在真空室上的电弧熔炼阴极位置调整装置，电弧熔炼阴极位置调整装置下端连接有非消耗阴极，非消耗阴极作为阴极，非消耗阴极下方设置有熔炼模台，放置于熔炼模台内的材料作为阳极，在真空室的中间部位设置有冷却辊，在冷却辊的一侧配制有雾化气体供给装置，雾化气体供给装置位于真空室内的气体出口端安装有雾化气体喷嘴，雾化气体供给装置位于真空室外的气体出口端与气源相联，在冷却辊的上方配制有坩埚，在坩埚上缠绕感应加热线圈，并与高频电源接口连接，坩埚安装在坩埚夹持组件上，坩埚夹持组件紧固在坩埚升降组件上，坩埚升降组件的升降杆加工有中心孔，与坩埚夹持组件相连通，在冷却辊的下方有粉末产品收集桶，粉末产品收集桶与真空室对接。两坩埚是独立换位使用的。粉末产品收集桶与粉末产品取料口活门相联。雾化制粉高压气体供给组件可与雾化气体供给装置相互替换，它的一端通往真空室外与气源接通，为其雾化制粉雾化器提供高压气体。可将冷却辊及冷却辊支架整体卸下，将雾化制粉雾化器，安装在真空室上，雾化制粉雾化器可与与非晶铸模互换使用。本专利技术首先将冷却辊安装在冷却辊支架上，二者组成一个独立的活动部件，装卸都无需进行重新平衡以及任何其它调整，不仅为增加设备功能提供了可能，同时避免了现有技术中安装冷却辊时必须在设备上进行同心度调整和动平衡实验所带来的不便。本专利技术设计的坩埚升降系统，工作中的任何时刻都可以根据需要在真空室外静态或动态调整坩埚与感应圈，坩埚与冷却辊或雾化气体喷嘴间的相对位置，解决了坩埚垂直位置只能在真空室内调整。坩埚夹持装置实现了可将坩埚随意安装在以坩埚升降系统的升降杆为中心的360度范围内的任何角度，以坩埚夹持装置臂长为最大半径的任何位置，与坩埚升降系统相配合，基本实现了坩埚位置任意可调。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的另一结构示意图。具体实施例方式附图为本专利技术的具体实施例；下面结合附图对本专利技术的内容作进一步详细说明真空微晶非晶合成设备，包括，快淬产品收集桶1，真空室23、配制在真空室23上的电弧熔炼阴极位置调整装置11，电弧熔炼阴极位置调整装置11与非消耗阴极12相连，非消耗阴极12作为阴极，非消耗阴极12下方设置有熔炼模台15，放置于熔炼模台15内的材料作为阳极，在真空室中间部位设置有冷却辊16，冷却辊16安装在冷却辊支架17上，冷却辊支架17安装在真空室内的下底板上，在冷却辊16的一侧有雾化气体供给装置2，雾化气体供给装置2安装在真空室外壳上，雾化气体供给装置2位于真空室内的一端安装有雾化气体喷嘴3，雾化气体供给装置2位于真空室外的一端与气源相联，在冷却辊16的上方有坩埚5或坩埚9，感应加热线圈4，8缠绕在坩埚5或坩埚9上，并与高频电源接口连接，坩埚5或坩埚9安装在坩埚夹持组件7上，坩埚夹持组件7紧固在坩埚升降组件10上，坩埚升降组件10的升降杆加工有中心孔，与坩埚夹持组件10相连通，为坩埚5或坩埚9供气，在冷却辊16的下方有粉末产品收集桶18，粉末产品收集桶18与真空室对接。参照图1所示，本专利技术通过以下部件组合实现材料的电弧熔炼功能在真空室23内，非消耗阴极12安装在电弧熔炼阴极位置调整装置11上，非消耗阴极12作为阴极，并与真空室23绝缘，非消耗阴极12下方设置有熔炼模台15，熔炼模台15设置在电弧熔炼模台支架14上、放置于熔炼模台15内的材料作为阳极。将按配制好的原材料放入熔炼模台15内，真空室23抽真空至所需真空度(如2×10-3Pa)后，充入氩气Ar至环境压力(0.1MPa)，接通熔炼电源，通过阴极位置调整装置11位于真空室外的手柄使阴极12与模台15接触引弧，之后调整阴极位置调整装置11位于真空室外的手柄调整非消耗电极12的位置，使其将电弧导向原材料并将材料加热熔化并熔炼均匀。本专利技术通过以下部件组合实现材料的熔体快淬功能将冷却辊16和冷却辊冷却辊支撑组件17组成的独立部件放入在真空室23内并将其固定在真空室内的底座上。冷却辊16通过磁联耦合，由位于真空室23外的无级调速电机驱动，电机的转速和转向由计算机控制。将快淬产品收集桶组件1与真空室23对接相联，位于冷却辊16上部的感应加热线圈8与高频电源接口6相联，将高频电源引入真空室，坩埚夹持组件7安装在坩埚升降组件10的升降轴上，将被加热材料放入底部带有小孔底熔炼坩埚9内，装有材料的坩埚9放入感应加热线圈8内并夹持在坩埚夹持组件7上，通过坩埚夹持组件7调整坩埚9的水平位置，使其在坩埚升降组件10设在真空室外的手柄驱动下无阻碍地上下运动。此后，通过调整设在坩埚升降组件10上的限位螺栓，设定坩埚9底部与冷却辊16辊面间的极限距离并加以锁定，以免坩埚下降越位，划伤冷却辊。工作时，首先将真空室23抽真空至所需真空度(如2×10-3Pa)后(必要时可充一定压力的Ar)，将驱动电机启动并调速至所需转速，接通高频电源，通过坩埚升降组件10设在真空室外的手柄调整坩埚9内的材料与感应圈8的相对位置，使其处于最好的工作状态。坩埚9内的材料被接入真空室的高频电源通过感应圈8加热熔化并过热到要求的温度之后，由坩埚升降组件10设在真空室外的手柄控制坩埚9的底部和冷却辊16外缘间的距离，达到要求后，启动电磁气体开关，低压气体通过坩埚升降组件10和坩埚夹持组件7引入坩埚并把熔体从坩埚9的底孔吹出至已按设定转述旋转的冷却辊16的辊面上，熔体得到高速冷却。高速冷却得到的薄带产品在离心力的作用下飞入收集桶1中，打开快淬产品收本文档来自技高网...

【技术保护点】
真空微晶非晶合成设备，包括真空室（２３）、配制在真空室（２３）上的电弧熔炼阴极位置调整装置（１１），电弧熔炼阴极位置调整装置（１１）下端连接有非消耗阴极（１２），非消耗阴极（１２）作为阴极，非消耗阴极（１２）下方设置有熔炼模台（１５），放置于熔炼模台（１５）内的材料作为阳极，其特征在于；　　　　在真空室（２３）的中间部位设置有冷却辊（１６），在冷却辊（１６）的一侧配制有雾化气体供给装置（２），雾化气体供给装置（２）位于真空室内的气体出口端安装有雾化气体喷嘴（３），雾化气体供给装置（２）位于真空室外的气体入口端与气源相联，在冷却辊（１６）的上方配制有坩埚（５）或坩埚（９），在坩埚（５）或坩埚（９）上缠绕有感应加热线圈（４）或感应加热线圈（８），并与高频电源接口（６）连接，坩埚（５）或坩埚（９）安装在坩埚夹持组件（７）上，坩埚夹持组件（７）紧固在坩埚升降组件（１０）上，坩埚升降组件（１０）的升降杆加工有中心孔，与坩埚夹持组件（７）相连通，在冷却辊（１６）的下方有粉末产品收集桶（１８），粉末产品收集桶（１８）与真空室（２３）对接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙占波，宋晓平，梁工英，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]