一种钛合金的真空熔炼装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钛合金的真空熔炼装置，包括炉体，炉体上有炉盖，炉盖上设有观察窗和滑动测温装置，坩埚侧壁上自下而上分别连接有第一惰性气体管和第二惰性气体管，惰性气体管内设有两根外部包有难熔材料套管的金属探针，坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座，底座中央设有出液口，底座下设有可移动浇套，本发明专利技术通过吹入惰性气体，在坩埚壁表面处形成气幕墙，减少了合金液与坩埚壁的接触，降低了钛合金液与坩埚的反应程度，底浇式坩埚实现了浇注的平稳，同时保证了合金的纯净度。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金的真空熔炼装置
本专利技术属于材料加工
，尤其是涉及一种钛合金的真空熔炼装置。
技术介绍
钛合金密度小，强度大、硬度大，耐高温性能强，其抗腐蚀性能及耐摩擦性能高，尤其是TiAl金属间化合物因具有高比强度、高比刚度、耐蚀、耐磨、耐高温以及优异的抗氧化性能等优点，正在成为当代航空航天工业、民用工业等领域的优秀候选结构材料之一，特别是在航空发动机叶片领域具有广阔的应用前景。3D打印，或称增材制造作为近年来兴起的一种快速成型工艺，采用逐层铺粉，激光或电子束融化成型的方式，实现了精密部件的精加工成型，并且避免了铸造过程出现的缩孔缩松等缺陷，成为一种新兴的材料加工手段。目前3D打印所用的粉料，一般通过熔炼后真空浇注成铸锭，随后二次熔炼并采用雾化法制粉的方式获得，而在真空熔炼和浇注过程中，保证合金熔体的纯净度，对于后续制粉、乃至3D打印过程中的产品性能至关重要，目前所用真空熔炼，一般通过在感应炉的坩埚中进行真空感应熔炼后倾倒式浇注的方式，但是钛合金在液态下的反应活性非常高，容易与氧化铝坩埚发生反应，带入夹杂物以及使熔体的氧含量增高，对性能造成影响。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种钛合金的真空熔炼装置，采用侧壁吹氩并过滤后底浇的方式，可提高合金纯净度。本专利技术完整的技术方案包括：一种钛合金的真空熔炼设备，包括炉体，炉体上有炉盖，炉体和炉盖之间安装有高温密封圈，炉盖上设有观察窗和滑动测温装置；炉中设有坩埚，坩埚外设有感应加热体，坩埚上方设有可翻转二次加料斗，坩埚侧壁上自下而上分别连接有第一惰性气体管和第二惰性气体管，所述惰性气体管内设有两根外部包有难熔材料套管的金属探针，所述金属探针前端相互不接触，后端连接控制系统；坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座，底座中央设有出液口，出液口中安装有陶瓷过滤网，底座下设有可移动浇套，所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动，浇套中央设有浇注口，通过移动浇套，可以使浇套外衬封闭出液口，或者使浇注口全部或部分截面对准出液口，从而控制出液口的开度。所述滑动测温装置前段为铠装热电偶，热电偶后端固定在滑杆上，滑杆安装于套筒内，并伸出炉盖外，套筒与炉盖之间通过密封圈密封，热电偶的补偿导线穿过滑杆与控制系统连接，并滑杆和套筒之间有润滑油，起到润滑兼密封的作用二次加料斗包括料仓，以及穿过料仓的转轴。本专利技术相对于现有技术的优点在于：1.通过吹入惰性气体，在坩埚壁表面处形成气幕墙，减少了合金液与坩埚壁的接触，降低了钛合金液与坩埚的反应程度。2.滑动测温装置操作灵活，避免长时间接触金属液使热电偶使用寿命降低。3.二次加料斗实现了熔炼时合金组分的精确控制。4.底浇式坩埚实现了浇注的平稳，同时保证了合金的纯净度。附图说明图1为钛合金的真空熔炼装置结构示意图。图2为滑动测温装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。采用的真空熔炼浇注设备包括炉体1，炉体上有炉盖2，炉体和炉盖之间安装有高温密封圈，炉盖上设有观察窗3，滑动测温装置4，所述滑动测温装置前段为铠装热电偶5，热电偶后端固定在滑杆6上，滑杆安装于套筒7内，并伸出炉盖外，套筒与炉盖之间通过密封圈密封，热电偶的补偿导线穿过滑杆与控制系统8连接，并滑杆和套筒之间有润滑油，起到润滑兼密封的作用。炉中设有坩埚9，坩埚外设有感应加热体10，坩埚上方设有可翻转二次加料斗11，二次加料斗包括料仓，以及穿过料仓的转轴，坩埚侧壁上自下而上分别连接有第一惰性气体管13和第二惰性气体管14，所述的第一惰性气体管和第二惰性气体管均为两根，分布在坩埚两侧，所述惰性气体管内设有两根外部包有难熔材料套管的金属探针15，所述金属探针前端相距约为0.5-1cm，且相互不接触，后端连接控制系统；坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座16，底座中央设有直径为10cm的出液口17，出液口中安装有厚度为1cm的陶瓷过滤网，底座下设有可移动浇套18，所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动，浇套中央设有直径为10cm的浇注口，通过移动浇套，可以使浇套外衬封闭出液口，或者使浇注口全部或部分截面对准出液口，从而控制出液口的开度。熔炼时，首先将合金原料放于坩埚内，随后盖上炉盖，密封抽真空到10-5-10-6pa，开启感应加热装置进行加热，当钛合金液开始融化时，接触到两根金属探针前端的金属端，使两根金属探针形成回路，控制系统控制流量阀开始吹氩，在合金的熔炼过程中，吹入的氩气压力略大于钛合金液在该处的静压力，以阻止钛合金液进入到氩气管中，并有部分气体进入到合金液中，在坩埚壁表面处形成气幕墙，减少了合金液与坩埚壁的接触，降低了钛合金液与坩埚的反应程度。熔炼过程中通过观察窗观察熔炼情况，并可推动滑杆使热电偶探入钛金属液内进行测温，测温结束后拉回滑杆，避免长时间接触金属液使热电偶使用寿命降低，熔炼到一定时间后，转动二次加料斗的转轴，使料仓翻转，料仓内的合金元素进入钛合金液进行精炼。精炼结束后，推动可移动浇套，使浇注口部分或全部截面对准出液口，金属液流出，进行底注式浇注，这样，熔体的表面的夹杂物不会首先倒入模具中，而是留在最上方，为进一步提高纯净度，同时采用陶瓷过滤网对合金液中的夹杂物进行过滤，保证纯净度。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何限制，凡是根据本专利技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金的真空熔炼设备，包括炉体，炉体上有炉盖，炉体和炉盖之间安装有高温密封圈，炉盖上设有观察窗和滑动测温装置；炉中设有坩埚，坩埚外设有感应加热体，坩埚上方设有可翻转二次加料斗，坩埚侧壁上自下而上分别连接有第一惰性气体管和第二惰性气体管，所述惰性气体管内设有两根外部包有难熔材料套管的金属探针，所述金属探针前端相互不接触，后端连接控制系统；坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座，底座中央设有出液口，出液口中安装有陶瓷过滤网，底座下设有可移动浇套，所述浇套上表面贴紧底座下表面并可沿底座下表面左右移动，浇套中央设有浇注口，通过移动浇套，可以使浇套外衬封闭出液口，或者使浇注口全部或部分截面对准出液口，从而控制出液口的开度。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金的真空熔炼设备，包括炉体，炉体上有炉盖，炉体和炉盖之间安装有高温密封圈，炉盖上设有观察窗和滑动测温装置；炉中设有坩埚，坩埚外设有感应加热体，坩埚上方设有可翻转二次加料斗，坩埚侧壁上自下而上分别连接有第一惰性气体管和第二惰性气体管，所述惰性气体管内设有两根外部包有难熔材料套管的金属探针，所述金属探针前端相互不接触，后端连接控制系统；坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座，底座中央设有出液口，出液口中安装有陶瓷过滤网，底座下设有可移动浇套，所述浇套上表面贴紧底座下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建勋，余钊辉，潘龙，
申请(专利权)人：西安交通大学青岛研究院，青岛翰兴知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37