[发明专利]一种电子束冷床炉水冷铜结晶器及钛合金制备方法

说明书

本发明涉及一种电子束冷床炉水冷铜结晶器及钛合金制备方法，属于合金材料制备技术领域。该电子束冷床炉水冷铜结晶器包括结晶器和拉锭机构，结晶器包括结晶器主体、上浇道、水冷外壳、固定板，结晶器主体设置在水冷外壳内，结晶器主体内部竖直设置有结晶腔体，结晶器主体与水冷外壳之间形成的腔体为冷却腔，上浇道设置在结晶器主体的顶部，固定板固定设置在水冷外壳底部；拉锭机构从底部插入到结晶器主体内部的结晶腔体中并可在结晶器主体的结晶腔体中上下移动。本发明的电子束冷床炉水冷铜结晶器结构简单、操作方便、铸坯受冷均匀，其生产的产品质量高，材料的形成率高。

技术领域

本发明涉及一种电子束冷床炉水冷铜结晶器及钛合金制备方法，属于合金材料制备技术领域。

背景技术

钛合金是一种具有低密度和低弹性模量、高比强度、耐腐蚀和耐高温，且具有良好的低温韧性和生物相容性等一系列优异性能的工程结构材料，广泛应用于航空航天、能源化工以及休闲体育等行业领域，对国防和国民经济的建设具有重要的战略意义。

传统的方法冶炼钛合金中经常会出现晶粒过大，成分偏析，高低密度夹杂等缺陷，为了减少其缺陷，提高其使用性能和使用寿命，所以需要生产出高质量的钛合金材料。

发明内容

本发明针对现有钛合金生产工艺存在的问题，提供一种电子束冷床炉水冷铜结晶器；本发明电子束冷床炉水冷铜结晶器直接取代现有电子束冷床炉的结晶器，安装设置在现有电子束冷床炉的拉锭区，本发明的电子束冷床炉水冷铜结晶器可大幅减少在生产钛合金过程中的界面扰动影响，减少钛合金产品的缺陷，获得平整界面的钛合金产品，提高产品的合格率和生产效率。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种电子束冷床炉水冷铜结晶器，包括结晶器和拉锭机构，结晶器包括结晶器主体1、上浇道2、水冷外壳3、固定板6，结晶器主体1设置在水冷外壳3内，结晶器主体1内部竖直设置有结晶腔体，结晶器主体1与水冷外壳3之间形成的腔体为冷却腔，上浇道2设置在结晶器主体1的顶部，固定板6固定设置在水冷外壳3底部；拉锭机构从底部插入到结晶器主体1内部的结晶腔体中并可在结晶器主体1的结晶腔体中上下移动；

所述水冷外壳3侧壁下部设置有进水口4和出水口5，进水口4、出水口5分别与冷却腔连通，进水口4外接进水管，出水口5外接出水管，进水管上设置有进水流量控制阀，出水管上设置有出水流量控制阀；

所述水冷外壳3底部内壁设置有与结晶器主体1底壁相配合的水平固定台，结晶器主体1包括一体成型的上封板、结晶空心柱和下封板，上封板、结晶空心柱和下封板内部连通的腔体即为结晶器主体1的结晶腔体，水平固定台的边缘与结晶腔体内壁叠合，下封板放置在水平固定台上，下封板与水平固定台之间还设置有密封橡胶垫圈Ⅰ，上封板与水冷外壳3的顶部贴合，上封板与水冷外壳3之间还设置有密封橡胶垫圈Ⅱ；

所述结晶腔体的长度为820~1200mm，长宽比为(4~6):1，高度为660~780mm，结晶腔体内部转角处均设置为45度的边倒角；

进一步地，所述上浇道2包括上浇道板和浇道口7，上浇道板固定设置在上封板顶端，上浇道板上竖直设置有浇道空腔，浇道空腔位于结晶器主体1的结晶腔体上部并与结晶腔体连通，浇道口7为V型浇道口，浇道口7设置在上浇道板的中部，浇道口设置于宽面中心处，有利于减少液钛浇铸时界面扰动所引起的缺陷，浇道口7的金属液入口位于结晶器主体1的结晶腔体顶端中部且浇道口7的金属液入口与结晶腔体连通；

进一步地，所述浇道口7斜边的倾斜角为40~45度，浇道口7的底部宽为16~22mm；

所述水冷外壳3外壁设置有网格散热层，网格散热层包括若干层水平设置的横向散热板9和若干列竖直设置的纵向散热板8；横向散热板9的厚度为15~25mm，相邻横向散热板的间距为60~70mm；纵向散热板8的厚度为15~25mm，相邻纵向散热板的间距为60~70mm；