[发明专利]一种感应熔化冷坩埚

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空熔炼设备。更特别地说，是指一种适用于电子束或离子束进行真空熔炼用的感应熔化冷坩埚。

背景技术

冷坩埚是一种被广泛用于熔炼活泼金属、难熔金属、难熔合金或者特种材料的熔炼设备。

申请号200710072714.3中公开了一种连续熔铸与定向结晶的方形冷坩埚。该方形冷坩埚中的冷却水循环系统设计在坩埚体上。

申请号200510010297.0中公开了一种适于连续熔铸定向凝固的矩形冷坩埚系统。

上述公开文献中的冷坩埚仅适用于实验室条件下对物料的熔炼，并且使熔后的物料成为与冷坩埚炉内形状相同的结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于电子束或离子束进行真空熔炼用的感应熔化冷坩埚，该冷坩埚采用分立零件设计思想与基座定位相组合的外形设计，使得冷坩埚的生产成本得以降低。

本发明的一种感应熔化冷坩埚，该感应熔化冷坩埚至少包括有感应线圈、冷却水管中管、底座、进水管道、出水管道；

冷却水管中管包括有外管、内管、外支管和连接盘；外管是一两端有开口的管道，外管的A端安装有连接盘，外管的B端置于底座上的圆形凹腔内；外管的管体上设有通孔，该通孔上安装有外支管；内管是一两端有开口的管道，连接盘安装在内管的管体上，内管的A端与进水管道连接，内管的B端插入外管内后，且通过连接盘实现内管安装在外管的A端上；外支管是用于实现冷却水回流的连通通道；外支管的一端连接在外管上，外支管的另一端连接在出水管道上；

底座的上盘面上沿着定位线设有多个结构相同的圆形凹腔，且定位线过圆心和A切点、B切点，定位线与上盘面的边线是以盘心为圆心的为同心圆；

进水管道上设有一个A接头和多个结构相同的通孔；该通孔用于与冷却水管中管中的多个内管的一端连通，用于实现将进水管道中的冷却水分流至各个内管中；A接头用于通过管道与冷水汇集箱上的C接口连通，实现将冷水汇集箱中的冷却水流入冷坩埚中；

出水管道上设有一个B接头和多个结构相同的通孔，该通孔用于与冷却水管中管中的多个外支管的另一端连通，用于实现将中多个内管中的冷却水收集至出水管道中，进而回流至冷水汇集箱中实现冷却水的循环使用；B接头用于通过管道与冷水汇集箱上的B接头连通，实现将冷坩埚内循环的冷却水回流至冷水汇集箱中。

所述的感应熔化冷坩埚，其外管的A中心通孔的孔径R₁₁₃是内管的B中心通孔的孔径R₁₂₃的1.5～3倍。

所述的感应熔化冷坩埚，其内管的B端端面距外管的B端端面的距离为d＝5mm～30mm。

本发明的感应熔化冷坩埚具有如下优点：

(1)采用分立零件设计思想(模块化、多零件)与基座定位相组合构造出的感应熔化冷坩埚，具有零件加工简单、生产成本低廉，从而降低了对某些稀有金属及合金的熔炼成本，扩大了冷坩埚的应用范围。

(2)在底座5上设计出定位用的圆形凹腔52，该圆形凹腔52一方面起到定位冷却水管中管1的作用(冷却水管中管1中的外管11的外径与圆形凹腔52的内径相配合)，另一方面起到限定本发明冷坩埚的整体尺寸。当本发明冷坩埚的尺寸大时，所需冷却源就大，则圆形凹腔52的尺寸和外管的尺寸也大。

(3)圆形凹腔52的圆心521，以及相邻两个圆形凹腔52的切点同时设计在定位线51上，能够保证冷却水管中管1的外部构形。

(4)冷却水管中管1采用一定比例孔径限制的管中管结构，能够实现大容量材料的熔炼。

(5)在同一冷却水管中管1上同时连接进水管道2和出水管道3，以及在各自的环形管道中进行循环水的汇集，提高了对冷坩埚进行冷却的速度，减少了材料熔炼时间。

(6)本发明的感应熔化冷坩埚能够适用于电子束或离子束进行真空熔炼用。

附图说明

图1是本发明冷坩埚的结构图。

图1A是本发明冷坩埚的另一视角结构图。

图2是本发明冷坩埚中底座的结构图。

图3是本发明冷坩埚中冷却水管中管的结构图。

图3A是本发明冷坩埚中冷却水管中管的另一视角结构图。

图3B是本发明冷坩埚中冷却水管中管的分解图。

图3C是冷却水在本发明冷却水管中管中的流动简示图。

图4是冷却水汇集箱6上多个接口的简示图。

图中：             1.冷却水管中管     11.外管        111.A端       112.B端