[发明专利]一种制备高温合金的高频感应加热凝固装置与方法

说明书

一种制备高温合金的高频感应加热凝固装置与方法，它涉及一种热凝固装置与方法。本发明为了解决现有的NbSi基合金在添加大量的合金化元素之后，存在组织粗大、元素偏析严重的问题。本发明的料勺传动机构安装在炉体的上端面上，翻料勺密封安在料勺传动机构上对翻料勺进行旋转和升降，水冷铜坩埚采用上部水冷的方式进行冷却并位于炉体内；高频振动杆的下部安装在台架组件内，高频振动杆向上穿过炉体后伸入到水冷铜坩埚内，感应线圈套在水冷铜坩埚上，用超声波处理有效调控合金凝固过程、改善合金组织，实现大幅度提升合金性能的目的。感应线圈加热，避免用电弧熔炼方法加热，使加热速度过快、温度梯度难以控制的问题。本发明用于高温合金的制备。

技术领域

本发明涉及一种高频感应加热凝固装置与方法，具体涉及一种改善高温合金显微组织调控和提高力学性能的电磁感应加热凝固装置与凝固方法。属于金属合金技术领域。

背景技术

高温结构合金，例如TiAl基、NbSi基高温合金等，以其高的比强度、优异的高温性能，在航空航天、汽车工业等领域内，受到了极其广泛的关注，并展现出了巨大的应用前景，但由于金属间化合物的本征特性，以NbSi基合金为例，该合金普遍存在着合金的抗氧化性能差、室温断裂韧性和高温变形能力差的特点。并严重制约了NbSi基合金在工业生产中的应用。

目前，铸锭冶金是工业生产中制备大尺寸NbSi基合金最经济的生产方法。但是，高温合金，例如铸造NbSi基合金，特别是在添加大量的合金化元素之后，会存在着组织粗大、元素偏析严重等突出问题。这将极大的损害合金的性能。

综上所述，现有的NbSi基合金在添加大量的合金化元素之后，存在组织粗大、元素偏析严重的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的NbSi基合金在添加大量的合金化元素之后，存在组织粗大、元素偏析严重的问题。进而提供一种制备高温合金的高频感应加热凝固装置与方法。

本发明的提供了一种制备高温合金的高频感应加热凝固装置，它包括翻料勺、料勺传动机构、压力表、压力表表座、炉体、水冷铜坩埚、支撑杆、台架组件、过渡杆焊件、高频振动杆、感应线圈和感应线圈电源；

压力表通过压力表表座安装在炉体的上端面上，料勺传动机构安装在炉体的上端面上，翻料勺密封安装在料勺传动机构上并对翻料勺进行升降操作和旋转操作，水冷铜坩埚部分安装在炉体内部，且水冷铜坩埚采用上部水冷的方式进行冷却；台架组件通过支撑杆安装在炉体的下端面上，过渡杆焊件安装在支撑杆和台架组件之间，高频振动杆的下部安装在台架组件内，高频振动杆的中部穿过过渡杆焊件向上穿过炉体后伸入到水冷铜坩埚内，感应线圈套装在水冷铜坩埚上，且感应线圈与位于炉体外部的感应线圈电源连接。

进一步地，料勺传动机构包括外壳、胶圈、真空硅胶和波纹管，翻料勺通过胶圈穿过外壳内，波纹管套装在外壳上，外壳的入口部位与翻料勺之间涂抹真空硅胶。

进一步地，水冷铜坩埚包括水冷铜坩埚体、进水管、出水管、进水接口和出水接口；进水接口和出水接口安装在水冷铜坩埚体的上端面上，进水管和出水管的一端分别与进水接口和出水接口连接。

进一步地，水冷铜坩埚还包括进水管插接板和出水管插接板，进水管插接板和出水管插接板均安装在炉体的内侧壁上，进水管和出水管的另一端分别与进水管插接板和出水管插接板连接。

进一步地，高频振动杆的上部为倒梯形槽，所述倒梯形槽与水冷铜坩埚体内部的倒梯形下表面相匹配，倒梯形槽的下端为振动杆，所述振动杆与水冷铜坩埚体的下端面之间连接。

进一步地，振动杆与水冷铜坩埚体的下端面之间固定连接或密封连接。

进一步地，它还包括线圈进水管和线圈出水管，线圈进水管和线圈出水管的一端分别与进水管插接板和出水管插接板连接，线圈进水管的另一端与感应线圈连接，线圈出水管的另一端与感应线圈连接。