【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金熔炼制备，具体涉及一种冷坩埚滴熔拉棒装置及拉棒方法。
技术介绍
1、目前，直径100mm以下的小直径合金棒材的制备多采用真空自耗熔炼结合锻造的方式，先由真空自耗熔炼制成大直径的合金铸锭，再通过锻造的方式形成小直径的合金棒材。但是对于一些难锻材料的棒材制备，锻造工艺难度很大，比如对于高温合金如钛合金和镍基合金，在高温下容易软化、烧结、氧化，金属流动性差，工艺复杂需要多次锻造，锻造损耗大，锻造难度大，对于脆性大、硬度高、韧性差的材料，锻造容易产生明显的缺陷，成品率低。同时锻造中温度的控制、锻造压力的控制、模具的制备也使得锻造工艺复杂、成本较高。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种冷坩埚滴熔拉棒装置及拉棒方法。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种冷坩埚滴熔拉棒装置，包括送料腔体、熔炼腔体、拉棒腔体、送料机构、坩埚、锥形加热部、拉棒机构和拉棒杆组，所述送料腔体和拉棒腔体分别安装在所述熔炼腔体的上端和下端且均与所述熔炼腔体连通；
3、所述送料机构的送料端位于所述送料腔体内并用于向下运送原料锭至熔炼腔体内；所述锥形加热部和坩埚上下安装在所述熔炼腔体内，所述坩埚的上开口与所述锥形加热部的收口端对应并接收经过锥形加热部加热滴熔的原料锭溶液，所述锥形加热部的扩口端与所述送料端对应布置并将送入的原料锭进行环锥形加热；所述拉棒杆组的上端位于所述拉棒腔体内并能够适配插入所述坩埚的下开口内，所述拉棒机构的
4、本专利技术的有益效果是：本专利技术的冷坩埚滴熔拉棒装置，通过送料机构将原料锭送入锥形加热部，感应加热原料锭下端熔化，熔滴连续滴落至坩埚（可选水冷铜坩埚）中，通过锥形加热部感应加热原料锭下端熔化形成熔滴，熔滴滴落进入坩埚，使得坩埚内径可以缩小，不受原料尺寸的限制，可拉出小直径的棒材。
5、本专利技术中，可将原料锭的下端设置为锥面，通过锥形加热部感应加热原料锭锥面熔化形成熔滴，熔滴沿锥尖滴落进入坩埚。
6、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
7、进一步，所述熔炼腔体内还设有坩埚加热部，所述坩埚包括上下依次一体连接的保温段和凝固段，所述坩埚加热部与保温段连接并对滴落到保温段内的原料锭溶液进一步熔化保温，所述拉棒杆组的上端插入所述坩埚内的深度不超过所述凝固段的长度；
8、所述保温段的长度占所述坩埚长度的1/2~2/3，所述凝固段的长度占所述坩埚长度的1/3~1/2。
9、采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置保温段和凝固段，方便对滴入到坩埚内的溶滴进一步加热，并在坩埚底部凝固在拉棒杆组的上端。
10、进一步，所述坩埚加热部包括感应线圈，所述感应线圈环设在所述保温段的外侧壁上并穿出熔炼腔体与电源连接。
11、进一步，所述拉棒杆组的上端设有卡接口，所述坩埚内的原料锭溶液能够凝固卡接在所述卡接口内。
12、进一步，所述拉棒杆组包括拉棒杆体和拉棒杆头，所述拉棒机构的移动端与拉棒杆体的下端连接，所述拉棒杆头可拆卸密封连接在所述拉棒杆体的上端，所述拉棒杆头能够适配插入所述坩埚的下开口内。
13、采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置可拆卸密封连接的拉棒杆体和拉棒杆头，方便根据拉棒需求，更换不同的拉棒杆头。
14、进一步，所述拉棒杆体为中空结构，所述拉棒杆体的中空结构内设有冷却水管，所述冷却水管的下端从所述拉棒杆体的下端密封穿出并作为冷却水进口，所述冷却水管的上端与所述拉棒杆头之间预留有回水间隙，所述冷却水管与所述拉棒杆体之间形成环形回水间隔，所述拉棒杆体的下端外侧壁上设有回水口。
15、采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置冷却水管，可与拉棒杆体之间形成双层水冷结构，通过中心的冷却水管进水，冷却水进入到拉棒杆头，再从侧壁与冷却水管之间形成的环形回水间隔进行回水，实现对拉棒杆头和拉棒杆体的冷却。
16、进一步，所述坩埚为内径上下均匀一致的圆筒形结构；
17、所述锥形加热部包括锥形线圈；
18、所述送料腔体与熔炼腔体之间设有控制通断的第一真空插板阀；所述熔炼腔体与拉棒腔体之间设有控制通断的第二真空插板阀。
19、采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置第一真空插板阀和第二真空插板阀，方便对送料腔体、熔炼腔体以及拉棒腔体进行通断操作，实现了装原料锭、熔炼和取成品棒料的互不干涉，每个腔体都可以独立抽真空，大大节省了抽真空时间，实现了一次装入原料就可以连续拉出多根棒材，制备效率高；与现有锻造、机加工相比，原料锭的利用率更高，成本更低。
20、进一步，所述送料机构包括第一丝杠螺母驱动部、气缸、夹持连杆和安装管，所述第一丝杠螺母驱动部的驱动端连接并驱动气缸和安装管上下移动，所述安装管竖直布置，所述安装管的下端密封穿过送料腔体且位于所述送料腔体内，所述气缸的输出轴向下贯穿所述安装管且与夹持连杆的上端铰接，所述安装管的下端连接有装配板，所述夹持连杆的中部铰接在装配板上，所述夹持连杆的下端形成用于夹持原料锭的夹持送料端；
21、所述拉棒机构包括第二丝杠螺母驱动部，所述第二丝杠螺母驱动部的驱动端与拉棒杆组连接并驱动拉棒杆组上下移动。
22、一种采用上述冷坩埚滴熔拉棒装置的拉棒方法，包括以下步骤：
23、s1，将原料锭安装在送料机构的送料端，对送料腔体、熔炼腔体和拉棒腔体分别进行抽真空并通入惰性气体；
24、s2，利用送料机构将原料锭向下运送至熔炼腔体内，并从锥形加热部的扩口端移动至锥形加热部内，锥形加热部对原料锭进行加热，使原料锭的下端熔化，原料锭溶液从锥形加热部的收口端不断滴落入坩埚内，在拉棒机构的上端凝固并卡接固定住；
25、s3，拉棒机构向下拉棒，第一根拉棒完成后，将送料腔体和熔炼腔体封闭，将拉棒腔体打开取料；
26、s4，对拉棒腔体再次抽真空并通入惰性气体，循环操作继续第二根拉棒。
27、本专利技术的有益效果是：本专利技术的拉棒方法，工艺简单，提前设置好电源功率、送料速度和拉棒速度就可以实现流程自动化完成拉棒，拉棒过程中无需人员操作。
28、s1中，原料锭的下端设有锥形面；
29、s2中，原料锭的运送速度为0.2~20mm/min；
30、s3中，拉棒机构的拉棒速度为0.5~50mm/min。
31、采用上述进一步方案的有益效果是：原料锭的下端设置为锥形面，方便加热，而且熔滴能够沿锥尖滴落进入坩埚。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，包括送料腔体、熔炼腔体、拉棒腔体、送料机构、坩埚、锥形加热部、拉棒机构和拉棒杆组，所述送料腔体和拉棒腔体分别安装在所述熔炼腔体的上端和下端且均与所述熔炼腔体连通；
2.根据权利要求1所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述熔炼腔体内还设有坩埚加热部，所述坩埚包括上下依次一体连接的保温段和凝固段，所述坩埚加热部与保温段连接并对滴落到保温段内的原料锭溶液进一步熔化保温，所述拉棒杆组的上端插入所述坩埚内的深度不超过所述凝固段的长度；
3.根据权利要求2所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述坩埚加热部包括感应线圈，所述感应线圈环设在所述保温段的外侧壁上并穿出熔炼腔体与电源连接。
4.根据权利要求1所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述拉棒杆组的上端设有卡接口，所述坩埚内的原料锭溶液能够凝固卡接在所述卡接口内。
5.根据权利要求1所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述拉棒杆组包括拉棒杆体和拉棒杆头，所述拉棒机构的移动端与拉棒杆体的下端连接，所述拉棒杆头可拆卸密封连接在所述拉棒杆体的
6.根据权利要求5所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述拉棒杆体为中空结构，所述拉棒杆体的中空结构内设有冷却水管，所述冷却水管的下端从所述拉棒杆体的下端密封穿出并作为冷却水进口，所述冷却水管的上端与所述拉棒杆头之间预留有回水间隙，所述冷却水管与所述拉棒杆体之间形成环形回水间隔，所述拉棒杆体的下端外侧壁上设有回水口。
7.根据权利要求1所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述坩埚为内径上下均匀一致的圆筒形结构；
8.根据权利要求1所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述送料机构包括第一丝杠螺母驱动部、气缸、夹持连杆和安装管，所述第一丝杠螺母驱动部的驱动端连接并驱动气缸和安装管上下移动，所述安装管竖直布置，所述安装管的下端密封穿过送料腔体且位于所述送料腔体内，所述气缸的输出轴向下贯穿所述安装管且与夹持连杆的上端铰接，所述安装管的下端连接有装配板，所述夹持连杆的中部铰接在装配板上，所述夹持连杆的下端形成用于夹持原料锭的夹持送料端；
9.一种采用权利要求1至8任一项所述冷坩埚滴熔拉棒装置的拉棒方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述拉棒方法，其特征在于，S1中，原料锭的下端设有锥形面；
...【技术特征摘要】
1.一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，包括送料腔体、熔炼腔体、拉棒腔体、送料机构、坩埚、锥形加热部、拉棒机构和拉棒杆组，所述送料腔体和拉棒腔体分别安装在所述熔炼腔体的上端和下端且均与所述熔炼腔体连通；
2.根据权利要求1所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述熔炼腔体内还设有坩埚加热部，所述坩埚包括上下依次一体连接的保温段和凝固段，所述坩埚加热部与保温段连接并对滴落到保温段内的原料锭溶液进一步熔化保温，所述拉棒杆组的上端插入所述坩埚内的深度不超过所述凝固段的长度；
3.根据权利要求2所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述坩埚加热部包括感应线圈，所述感应线圈环设在所述保温段的外侧壁上并穿出熔炼腔体与电源连接。
4.根据权利要求1所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述拉棒杆组的上端设有卡接口，所述坩埚内的原料锭溶液能够凝固卡接在所述卡接口内。
5.根据权利要求1所述一种冷坩埚滴熔拉棒装置，其特征在于，所述拉棒杆组包括拉棒杆体和拉棒杆头，所述拉棒机构的移动端与拉棒杆体的下端连接，所述拉棒杆头可拆卸密封连接在所述拉棒杆体的上端，所述拉棒杆头能够适配插入所述坩埚的下开口内。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振超，曹堂清，张鹏，孙向阳，李佳旺，贾明申，
申请(专利权)人：北京理工大学唐山研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。