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公开(公告)号：CN113441692A
公开(公告)日：2021-09-28
申请号：CN202110719834.8
申请日：2021-06-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B22D11/06 , B22D11/112 , B22D11/113 , B22D11/117 , C22C1/02 , C22C14/00 , C22F1/18
Abstract: 一种细化TiAl基合金的快速凝固装置及凝固方法，它涉及一种凝固装置及方法。本发明为了解决由于现有真空单辊法在快速凝固TiAl基合金的过程中存在污染，机械性能差，存在不易加工的问题。本发明的铜转辊套装在电机转轴上，转轴保护罩罩在铜转辊上，下漏斗安装在转轴保护罩下端并位于收料筒的正上方，上漏斗安装在转轴保护罩的上端面上，水冷铜线圈安装在上漏斗上方；步骤一、熔铸的准备；步骤二、先抽真空，对罐体反充高纯氩气；步骤三、打开冷却系统；步骤四、加载功率，此时感应线圈通入单相交流电，使原棒料熔化；原棒料下送，铜单辊转动，原棒料在电磁加热熔化后滴落到旋转的铜单辊上再甩出所需要的试样，收集试样。本发明用于TiAl基合金的快速凝固。
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公开(公告)号：CN104259446B
公开(公告)日：2016-06-01
申请号：CN201410508694.X
申请日：2014-09-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B22D27/08
Abstract: 一种无污染高效细化钛铝合金方法，本发明涉及一种无污染细化钛铝合金的方法。本发明是要解决传统冶金法钛铝合金铸造后所得组织粗大，且存在非常严重的偏析和缺陷，室温塑性非常差、脆性非常大，并且难以成型的问题。它按以下步骤实现：一、物料放置在钛铝合金熔体熔炼装置的棒料层之中，置于线圈的最中间；二、将于感应线圈与电极相连；三、将超声器通过连接杆固定在上定位装置上；四、通过定位装置将超声器工具头与模壳顶面相接触；五、开启真空泵；六、感应线圈施加功率；七、卸载功率时，利用超声波发生装置加入超声波，超声处理时间为0～90s；八、取出并打碎模壳，获得细化的钛铝棒。本发明应用于超声波细化钛铝合金领域。
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公开(公告)号：CN102935507B
公开(公告)日：2015-05-27
申请号：CN201210443793.5
申请日：2012-11-08
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B22D27/02
Abstract: 航空航天船舶动力系统中迫切需要耐热轻量的钛铝合金叶片，但采用传统的定向凝固装置会造成严重的杂质污染，损害叶片的塑性指标。为了发挥已有冷坩埚定向凝固装置的高效无污染特点，又能克服不能定向凝固形状复杂叶片的缺陷，本发明提供了一种钛铝合金叶片坯件连续冷坩埚定向凝固铸造装置。在连续的水冷铜坩埚外部缠绕有上感应线圈用于激发交变磁场，并通过其开缝向内部扩散产生热区，装置中还包括置于结晶器内的下抽拉杆，所述下抽拉杆上端面固定有横截面为钛铝叶片坯件形状的模壳，模壳由外部感应石墨套加热。本发明实现了钛铝合金的连续熔化，连续充填，连续凝固，可以大大缩短高活性合金熔体与模壳的接触时间，避免钛铝叶片被模壳污染。
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公开(公告)号：CN103008620B
公开(公告)日：2015-03-18
申请号：CN201210583721.0
申请日：2012-12-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 针对现有的钕铁硼永磁材料存在磁性能低的问题，以及市场对钕铁硼永磁材料的磁能积和矫顽力都提出了更高要求的问题，本发明提供一种定向凝固钕铁硼铸锭的冷坩埚制备方法，将盛装有冷却剂材料的结晶器置于水冷铜坩埚的正下方，结晶器内设置有下抽拉杆，下抽拉杆上端固定有底料，所述电磁感应线圈的加热功率为45～50kW，下抽拉杆的抽拉速度为0.5～1.2mm/min。本发明采用的冷坩埚定向凝固技术，通过电磁推力实现熔体与坩埚的软接触，可有效降低钕铁硼合金熔铸过程中的熔体污染，并且提高了钕铁硼永磁材料的性能。
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公开(公告)号：CN102927815B
公开(公告)日：2015-01-07
申请号：CN201210443792.0
申请日：2012-11-08
Applicant: 哈尔滨工业大学
CPC classification number: Y02P10/253
Abstract: 航空航天船舶工业特别需要高强高韧的耐热轻量钛铝合金，但现有上下直通式冷坩埚定向凝固装置存在所供给合金液过热度低和凝固组织定向控制难的问题。本发明提供了一种悬浮式冷坩埚连续熔铸与定向凝固装置，在水冷铜坩埚内壁环向设置一梯形凸台，冷坩埚外部缠绕感应线圈，所述梯形凸台置于线圈的感应区内，在凸台上部将母料棒熔化，下部制备具有定向凝固组织的坯锭。凸台的加入可以增大熔化金属时在坩埚轴线方向上的悬浮力，有效的避免金属熔体与冷坩埚壁的接触，减少坩埚冷壁的侧向散热作用，提高合金液过热度和所制备坯锭凝固组织的定向性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103008579B
公开(公告)日：2014-12-03
申请号：CN201210583691.3
申请日：2012-12-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B22D11/00
Abstract: 针对冷坩埚定向凝固技术存在着侧向散热的问题，本发明提供一种钛铝合金悬浮式冷坩埚连续熔铸与定向凝固方法，可较好地解决上述问题。将电磁冷坩埚定向凝固装置中的水冷铜坩埚置于封闭的炉体内，水冷铜坩埚外设置有电磁感应线圈，水冷铜坩埚的内壁上设有一圈梯形凸台；工作时，线圈电流为150A，电源输出功率为45～55kW，抽拉速度为0.3～1.5mm/min，保温时间10～20min，抽拉距离60～100mm。本发明使坩埚内部的磁场分布更趋合理，内部的磁场强度也进一步增强，从而上料棒熔化后会获得更大的电磁悬浮力，这种冷坩埚设计可确保钛铝的悬浮熔化、连续浇注利定向凝固三者有机结合起来，对于获得方向性和形态良好的钛铝合金定向凝固组织起到了积极的促进作用。
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公开(公告)号：CN103008624B
公开(公告)日：2014-05-21
申请号：CN201210583694.7
申请日：2012-12-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B22D27/02
Abstract: 一种连续冷坩埚定向凝固铸造方法，将电磁冷坩埚定向凝固装置中的水冷铜坩埚置于封闭的炉体内，水冷铜坩埚外设置有电磁感应线圈，棒料的下端部伸在水冷铜坩埚中，盛装有冷却剂材料的结晶器置于水冷铜坩埚的正下方，结晶器内设置有下抽拉杆，下抽拉杆上端固定有模壳，所述模壳外面设置有高55～65mm，外径55～65mm，内径40～50mm的圆环状石墨发热体，所述石墨发热体外面包裹有隔热保温层，所述隔热保温层外面设置有感应线圈，所述石墨感应加热稳态温度通过以下公式进行确定：其中I为输入电流，r为线圈半径，ε为0.9，a为经验参数2816681。本发明提供了输出电流与石墨热力学温度之间的关系，为在实际使用中便捷控制工艺参数提供了依据。
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公开(公告)号：CN102935506A
公开(公告)日：2013-02-20
申请号：CN201210443791.6
申请日：2012-11-08
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B22D27/02
Abstract: 运载和能源工业中迫切需要耐热轻量的钛铝合金叶片，但采用传统的定向凝固装置会造成严重的杂质污染，损害叶片的塑性和韧性。为了提高现有冷坩埚定向凝固装置的效率，又能克服不能铸造形状复杂叶片的缺陷，本发明提供了一种悬浮式冷坩埚连续充填定向凝固铸造装置。水冷铜坩埚内壁环向设置一梯形凸台，坩埚外部缠绕有上感应线圈，并使凸台置于线圈内，所激发的交变磁场通过坩埚开缝向内扩散产生热区，实现料棒悬浮给液。装置中还包括置于结晶器内的抽拉杆，所述抽拉杆上端面固定有横截面为叶片形状的模壳，模壳由外部感应石墨套加热。本发明实现了金属液的悬浮熔化给液，顺序充填和定向凝固，不但避免了钛铝合金熔体与模壳的化学反应，而且提高了钛铝合金定向凝固加工效率。
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公开(公告)号：CN102094233A
公开(公告)日：2011-06-15
申请号：CN201010609909.9
申请日：2010-12-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种具有定向凝固组织多晶硅锭的制备装置，它涉及一种多晶硅锭的制备装置，以解决现有多晶硅锭的制备是在陶瓷或石墨套筒中，套筒内壁对多晶硅产生污染，导致多晶硅锭纯度低的问题。冷却器设置在真空室的底板上，拉杆设置在冷却器中，拉杆与伺服电机连接，拉杆与石墨底座连接，石墨底座设置在冷坩埚中，冷坩埚上的每个通水孔分别通过细接管与方环状出水管连通，冷坩埚上的每个通水孔分别通过细接管与方环状进水管连通，进水接管的一端与方环状进水管连接，感应线圈缠绕在冷坩埚的外壁上，石墨管的出口与冷坩埚的内腔正对，聚料斗设置在石墨管上，壳体上的出口与聚料斗正对，螺杆设置在壳体上，料斗安在壳体进料口处。本发明用于制备多晶硅锭。
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公开(公告)号：CN102071455A
公开(公告)日：2011-05-25
申请号：CN201010589296.7
申请日：2010-12-15
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种用于多晶硅定向凝固的水冷装置。一种水冷装置，具体涉及一种用于多晶硅定向凝固的水冷装置。本发明为了解决在定向凝固多晶硅时，现有装置预热不佳、轴向传热不好，传热速率不均匀而造成硅锭断裂的问题。本发明包括石墨预热器和两根水管，还包括水冷底座主体，所述水冷底座主体的上端面中部开有连接凹槽，所述水冷底座主体的下部开有方框状水循环通道，且方框状水循环通道位于连接凹槽的下方，两根水管并排设置在水冷底座主体的下端面上，且每根水管均与方框状水循环通道连通，所述石墨预热器的底部插装在连接凹槽内。本发明安装在定向凝固装置内，用于定向凝固多晶硅。
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