一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具制造技术

本发明专利技术公开的一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具，包括外模具、以及包裹在外模具中的内模具，外模具的顶部设有空腔，空腔与内模具的内腔顶部连通，外模具的侧壁内设置有垂直于底面的水冷导流槽，外模具的侧壁上设置有通孔，通孔穿过外模具的侧壁与水冷导流槽相连通，外模具的底部设置有排气孔，排气孔与内模具的底部连通。本发明专利技术公开的一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具解决了现有技术中电弧熔炼铸锭形状单一和冷却速度无法控制的问题。本发明专利技术的模具结构简单，外模具和内模具紧密配合，外模具将内模具包裹于其中，可更换使用内模具，实现更换样品外形尺寸，而水冷外模具保持不变，可继续使用，提高了模具使用效率，降低模具使用成本。

Water cooling combined mould for arc melting and drop casting

The invention discloses a water-cooled combined die for arc smelting and drip casting, which comprises an outer die and an inner die wrapped in an outer die. A cavity is arranged on the top of the outer die, and the cavity is connected with the top of the inner cavity of the inner die. A water-cooled diversion groove perpendicular to the bottom is arranged on the side wall of the outer die. The through hole passes through the side wall of the outer mold and is connected with the water-cooled diversion groove. The bottom of the outer mold is provided with an exhaust hole, and the exhaust hole is connected with the bottom of the inner mold. The invention discloses a water-cooled combination mold for arc melting and dropping casting, which solves the problems of single shape of arc melting ingot and uncontrollable cooling rate in the prior art. The mold structure of the invention is simple, and the outer mold and the inner mold are closely matched. The outer mold wraps the inner mold in the outer mold, and the inner mold can be replaced and used to realize the change of the sample shape size. The water-cooled outer mold can be kept unchanged and used continuously, thus improving the mold utilization efficiency and reducing the mold use cost.

【技术实现步骤摘要】
一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具
本专利技术属于机械模具制备
，具体涉及一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具。
技术介绍
电弧熔炼是一种重要的合金熔炼技术，在高温合金、共晶自生复合材料、磁性材料等结构和功能材料的制备方面均有着重要的应用。但是，电弧熔炼制备的铸锭多为纽扣锭外形，在水冷铜模的接触作用下，纽扣锭在熔炼结束后迅速冷却，冷却速度在样品表面和芯部分布极不均匀、且无法控制。冷却速度是合金熔炼的重要技术参数，合理的调控冷却速度对于获得组织和性能优越的合金材料具有决定性的意义，而电弧熔炼技术尚不能满足该需求。此外，电弧熔炼纽扣锭的非规则外形也限制了后续冷轧、热轧、旋压等加工过程的实施。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具，解决了现有技术中电弧熔炼铸锭形状单一和冷却速度无法控制的问题。本专利技术所采用的技术方案是：一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具，包括外模具、以及包裹在外模具中的内模具，外模具的顶部设有空腔，空腔与内模具的内腔顶部连通，外模具的侧壁内设置有垂直于底面的水冷导流槽，外模具的侧壁上设置有通孔，通孔穿过外模具的侧壁与水冷导流槽相连通，外模具的底部设置有排气孔，排气孔与内模具的底部连通。本专利技术的特点还在于：内模具的内腔形状为楔形、倒圆台型或圆柱形。空腔为倒圆台型空腔，空腔中直径较小的开口与内模具的内腔顶部开口相匹配，空腔中直径较大的开口与电弧熔炼纽扣锭的外形尺寸相匹配。内模具和外模具由工业纯铜制成。水冷导流槽的个数不少于两个，通孔的个数不少于两个，通孔与水冷导流槽一一对应。水冷导流槽的个数为两个，通孔的个数为两个；两个水冷导流槽分别位于外模具的两个相对的侧壁上，每一个水冷导流槽均与一个通孔连通。本专利技术的有益效果是：(1)纽扣锭在电弧作用下转变为液态时，依靠自身的重力作用，采用滴铸的方法，注入模具中，通过改变内模具的空腔形状，可获得具有不同几何外形的铸锭；(2)内模具是铸型内用于冷却熔体的空腔，当空腔尺寸(如楔形、圆台型、锥形等)改变时，铸锭外形连续可调。随着铸锭尺寸增加，铸锭在凝固过程中释放的结晶潜热不断积累，冷却速度随之降低。随着铸锭外形尺寸的连续改变，可获得冷却速度连续可调的凝固组织，有效解决了现有技术中，电弧熔炼制备样品冷速无法控制的问题，也有助于后续的铸锭凝固组织分析和工艺调整；(3)本专利技术的模具结构简单，外模具和内模具紧密配合，外模具将内模具包裹于其中，可更换使用内模具，实现更换样品外形尺寸，而水冷外模具保持不变，可继续使用，提高了模具使用效率，降低模具使用成本。附图说明图1是本专利技术一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具的结构示意图；图2是本专利技术一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具的使用状态图；图3是本专利技术一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具中具有楔形内腔的内模具的结构示意图；图4是图3内模具的俯视图；图5是是本专利技术一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具中具有倒圆台型内腔的内模具的结构示意图；图6是图5内模具的俯视图。图中，1.外模具，2.内模具，3.排气孔，4.电弧熔炼纽扣锭，5.通孔，6.水冷导流槽。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具，如图1所示，包括外模具1、以及包裹在外模具1中的内模具2，外模具1的顶部设有空腔，空腔与内模具2的内腔顶部连通，外模具1的侧壁内设置有垂直于底面的水冷导流槽6，外模具1的侧壁上设置有通孔5，通孔5穿过外模具1的侧壁与水冷导流槽6相连通，外模具1的底部设置有排气孔3，排气孔3与内模具2的底部连通。内模具2的内腔形状为楔形、倒圆台型或圆柱形。空腔为倒圆台型空腔，空腔中直径较小的开口与内模具2的内腔顶部开口相匹配，空腔中直径较大的开口与电弧熔炼纽扣锭4的外形尺寸相匹配。内模具2和外模具1由工业纯铜制成，结构稳定。水冷导流槽6的个数不少于两个，通孔5的个数不少于两个，通孔5与水冷导流槽6一一对应。水冷导流槽6的个数为两个，通孔5的个数为两个；两个水冷导流槽6分别位于外模具1的两个相对的侧壁上，每一个水冷导流槽6均与一个通孔5连通。使用时，如图2所示，倒扣于外模具1顶部的电弧熔炼纽扣锭4，在电弧作用下逐渐转变为液态，当表面张力不足以支撑电弧熔炼纽扣锭4自身重力时，熔体快速滴入内模具2中。内模具2与外模具1紧密结合，外模具通过水冷导流槽6进行冷却，进而实现对内模具2中金属熔体的冷却。内模具2的空腔形状可为楔形(如图3-4)、倒圆台形(如图5-6)，且可拆卸，通过更换内模具，可切换不同几何外形试样的滴铸。随着内模具2的内腔几何尺寸变化，铸锭外形尺寸连续改变，伴随着合金凝固过程中结晶潜热的释放，铸锭的冷却速度随之连续可调。本专利技术有如下优点：(1)纽扣锭在电弧作用下转变为液态时，依靠自身的重力作用，采用滴铸的方法，注入模具中，通过改变内模具的空腔形状，可获得具有不同几何外形的铸锭；(2)内模具是铸型内用于冷却熔体的空腔，当空腔尺寸(如楔形、圆台型、锥形等)改变时，铸锭外形连续可调。随着铸锭尺寸增加，铸锭在凝固过程中释放的结晶潜热不断积累，冷却速度随之降低。随着铸锭外形尺寸的连续改变，可获得冷却速度连续可调的凝固组织，有效解决了现有技术中，电弧熔炼制备样品冷速无法控制的问题，也有助于后续的铸锭凝固组织分析和工艺调整；(3)本专利技术的模具结构简单，外模具和内模具紧密配合，外模具将内模具包裹于其中，可更换使用内模具，实现更换样品外形尺寸，而水冷外模具保持不变，可继续使用，提高了模具使用效率，降低模具使用成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具，其特征在于，包括外模具(1)、以及包裹在外模具(1)中的内模具(2)，所述外模具(1)的顶部设有空腔，所述空腔与内模具(2)的内腔顶部连通，所述外模具(1)的侧壁内设置有垂直于底面的水冷导流槽(6)，所述外模具(1)的侧壁上设置有通孔(5)，所述通孔(5)穿过外模具(1)的侧壁与水冷导流槽(6)相连通，外模具(1)的底部设置有排气孔(3)，所述排气孔(3)与内模具(2)的底部连通。

【技术特征摘要】
1.一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具，其特征在于，包括外模具(1)、以及包裹在外模具(1)中的内模具(2)，所述外模具(1)的顶部设有空腔，所述空腔与内模具(2)的内腔顶部连通，所述外模具(1)的侧壁内设置有垂直于底面的水冷导流槽(6)，所述外模具(1)的侧壁上设置有通孔(5)，所述通孔(5)穿过外模具(1)的侧壁与水冷导流槽(6)相连通，外模具(1)的底部设置有排气孔(3)，所述排气孔(3)与内模具(2)的底部连通。2.如权利要求1所述的一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具，其特征在于，所述内模具(2)的内腔形状为楔形、倒圆台型或圆柱形。3.如权利要求2所述的一种电弧熔炼滴铸用水冷组合模具，其特征在于，所述空腔为倒圆台型空腔，空腔中直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，张国君，杨倩，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61