一种TiAl金属间化合物锭的真空铸造装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种TiAl金属间化合物锭的真空铸造装置，包括真空感应熔炼炉，炉内设有坩埚，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；浇套下方设有模具，模具外侧设有移动架，移动架上端连接第一支架，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉，移动架下端连接第二支架，第二支架上连接有水雾冷喷头，所述移动架可以在凝固过程随固液界面的上移，由气缸带动移动架同步上移。

Vacuum casting device for TiAl intermetallic compound ingot

The invention discloses a compound vacuum ingot casting device of TiAl intermetallic, including vacuum induction smelting furnace, furnace is arranged in the crucible, crucible bottom is provided with a base seal and the bottom of the crucible, the center of the base is provided with a liquid outlet, a ceramic filter is installed in a liquid outlet, a movable sleeve casting, the a pouring clinging surface to the lower surface of the base and can move along the lower surface of the base, a set of central pouring pouring port, by moving the spore, can make the water sleeve lining closed liquid outlet, or the gate of all or part of section of the quasi liquid outlet; a mold casting mould is arranged outside the bottom, mobile rack, mobile rack is connected with the upper end of the first bracket is surrounded by a layer of insulation cotton mold is fixed on the first bracket, lower end of the movable frame is connected with the second bracket, the second bracket is connected with a cold water spray nozzle, the mobile frame The moving frame can be moved up simultaneously by the air cylinder as the solidification process moves up with the solid-liquid interface.

【技术实现步骤摘要】
一种TiAl金属间化合物锭的真空铸造装置
本专利技术属于材料加工
，尤其是涉及一种TiAl金属间化合物锭的真空铸造装置。
技术介绍
钛铝金属间化合物密度小，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，通常是在真空感应熔炼炉中熔炼保温后浇注到模具中，由于模具预热后需要经历放入感应炉、抽真空、熔炼、浇注等过程，温度会下降，同时合金锭中央容易出现缩孔，宏观偏析等问题，造成铸锭利用率下降，并且在后续切割过程中，缩孔内很容易附着污物，且难以清除，同时钛铝金属间化合物在液态下的反应活性非常高，容易与模具发生反应，对制粉造成影响，因而寻找一种减少铸锭缩孔且避免与模具反应的铸造装置具有重要的意义。
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TiAl金属间化合物锭的真空铸造装置。本专利技术完整的技术方案包括：一种TiAl金属间化合物锭的真空铸造装置，包括真空感应熔炼炉，炉内设有坩埚，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；浇套下方设有模具，所述模具为复合模具，包括氧化铝外层和与所要浇注铸锭相同组分的内层；模具外侧设有移动架，移动架通过气缸杆连接气缸，移动架上端连接第一支架，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉，移动架下端连接第二支架，第二支架上连接有水雾冷喷头，所述移动架可以在凝固过程随固液界面的上移，由气缸带动移动架同步上移。本专利技术相对于现有技术的优点在于：1.通过外加保温棉的方式，降低了模具降温的速度，减少了铸造缺陷发生率。2.通过凝固过程的进行，气缸带动移动架上移的方式，使模具上部保温和下部迅速冷却，形成有效的温度梯度，使合金液的凝固界面扁平，补缩角增大，上方金属液能够充分补缩，防止铸锭中心缩孔缩松缺陷的产生。3.模具内部采用与所要浇注铸锭相同组分的内层，以避免高反应活性的钛铝金属间化合物与模具的反应，提高了纯度。附图说明图1为本专利技术所用铸造装置结构示意图。图中：1-感应熔炼炉，2-坩埚，3-底座，4-出液口，5-可移动浇套，6-模具，7-外层，8-内层，9-移动架，10-第一支架，11-保温棉，12-第二支架，13-水雾冷喷头，14-气缸。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。选择的合金组分为按原子百分比包括Al：39-40％，Cr：1.2-1.5-％，Nb：1.6-1.8％，Si：0.05-0.11％，Mo：0.2-0.3％，V：2.2-2.8％，B：0.03-0.04％，La：0.02-0.04％，余量为Ti。一种TiAl金属间化合物锭的真空铸造装置，包括真空感应熔炼炉，炉内设有坩埚，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；浇套下方设有模具，所述模具为复合模具，包括氧化铝外层和与所要浇注铸锭相同组分的内层；模具外侧设有移动架，移动架通过气缸杆连接气缸，移动架上端连接第一支架，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉，移动架下端连接第二支架，第二支架上连接有水雾冷喷头，所述移动架可以在凝固过程随固液界面的上移，由气缸带动移动架同步上移。铸造方法为：选择所要熔炼的钛铝金属间化合物组分的原料，包括海绵钛，铝块和其余微量元素；放入真空感应熔炼炉1的坩埚2中，坩埚底部设有与坩埚底部密封的底座3，底座中央设有直径为10cm的出液口4，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5，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。将模具6预热到600-800℃后放入真空感应熔炼炉内，坩埚下方，所用模具为复合模具，包括氧化铝外层7和与所要浇注铸锭相同组分的内层8，氧化铝外层厚度为3-5cm，内层厚度为0.2-0.5cm，模具高度50cm，型腔截面直径10cm。模具外侧设有移动架9，移动架通过气缸杆连接气缸14，移动架上端连接第一支架10，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉11，移动架下端连接第二支架12，第二支架上连接有水雾冷喷头13，将感应熔炼炉关闭，密封抽真空到10-5-10-6pa，开启感应加热装置进行加热时熔化合金，加热功率为250-300KW，熔炼温度为1750-1830℃，完全熔化后保温5-10min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。所述浇注充满模具的时间为120-180s，浇注后，随着凝固过程的进行，气缸带动移动架上移，其中上部的保温棉给模具保温，降低模具向周围散失的热量，降低冷却速度，减缓上部合金液的凝固时间，下部的水雾冷喷头将冷却水雾喷到模具上，促使下部的合金液迅速凝固，随着固液界面的上移，移动架同步上移，通过上部保温和下部冷却，使合金液的凝固界面扁平，补缩角增大，上方金属液能够充分补缩，防止铸锭中心缩孔缩松缺陷的产生，根据具体凝固时间，上移速度为20-25cm/min。凝固结束后自然冷却，破真空，取出铸锭。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】
一种TiAl金属间化合物锭的真空铸造装置，包括真空感应熔炼炉，炉内设有坩埚，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；浇套下方设有模具，所述模具为复合模具，包括氧化铝外层和与所要浇注铸锭相同组分的内层；模具外侧设有移动架，移动架通过气缸杆连接气缸，移动架上端连接第一支架，第一支架上固定有一层包围模具的保温棉，移动架下端连接第二支架，第二支架上连接有水雾冷喷头，所述移动架可以在凝固过程随固液界面的上移，由气缸带动移动架同步上移。

【技术特征摘要】
1.一种TiAl金属间化合物锭的真空铸造装置，包括真空感应熔炼炉，炉内设有坩埚，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙，潘龙，刘喜，李耀鹏，
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