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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114833326A(43)申请公布日2022.08.02(21)申请号202210577534.5(22)申请日2022.05.25(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人陈瑞润陈德志王琪王墅王亮苏彦庆郭景杰(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213专利代理师孟宪会(51)Int.Cl.B22D27/02(2006.01)B22D27/04(2006.01)C30B21/02(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种磁控电弧制备共晶高温合金定向凝固的设备和方法(57)摘要一种磁控电弧制备共晶高温合金定向凝固的设备和方法,它涉及一种高温合金定向凝固的设备和方法。本发明为了解决现有技术试样尺寸受限制,连续补充物料困难,冷却介质昂贵,电磁感应加热对固液界面前沿的扰动,无法达到最佳定向凝固效果的问题。本发明的引锭器顶部与水冷铜坩埚的底部接触,螺旋进料器位于水冷铜坩埚的侧上方,磁控装置顶部与真空炉内部连接,且套在电弧枪外部。将线圈的电流和频率调为与金属颗粒匹配的数值,保持30s,使电弧作用范围减小且稳定,磁控装置由控制柜控制间断开启;同时开启控制电机和引锭电机,进行金属颗粒的补充和定向组织的生长制备。本发明用于高温合金的制备。CN114833326ACN114833326A权利要求书1/2页1.一种磁控电弧制备共晶高温合金定向凝固的设备,其特征在于:它包括控制柜(1)、连接线(2)、电弧枪及磁控装置控制器(3)、真空炉(4)、螺旋进料器(5)、控制电机(6)、真空系统(7)、磁控装置(8)、电弧枪(9)、水冷铜坩埚(10)、引锭器系统和坩埚及引锭器进出水系统(11);水冷铜坩埚(10)安装在真空炉(4)内,引锭器系统穿过真空炉(4)的底端与水冷铜坩埚(10)的下部连接,且坩埚及引锭器进出水系统(11)安装在水冷铜坩埚(10)的底部并为水冷铜坩埚(10)和引锭器系统冷却,螺旋进料器(5)向右下方倾斜密封插装在真空炉(4)内,且螺旋进料器(5)的出料端朝向水冷铜坩埚(10),控制电机(6)与螺旋进料器(5)的进料端连接并控制进料;真空系统(7)安装在真空炉(4)的外侧下部对真空炉(4)抽真空,电弧枪(9)竖直插装在真空炉(4)内并位于水冷铜坩埚(10)的正上方,磁控装置(8)套装在位于真空炉(4)内的电弧枪(9)上改变电弧枪(9)处理高温合金的深度,电弧枪及磁控装置控制器(3)安装在电弧枪(9)的上部,控制柜(1)通过连接线(2)分别与控制电机(6)和电弧枪(9)以及引锭器系统电性连接。2.根据权利要求1所述的一种磁控电弧制备共晶高温合金定向凝固的设备,其特征在于:真空系统(7)包括抽气系统(701)和保护气输入系统(702),抽气系统(701)通过管路与真空炉(4)连接,保护气输入系统(702)与所述管路连接,其中,保护气输入系统(702)中通入的保护气体为氩气。3.根据权利要求2所述的一种磁控电弧制备共晶高温合金定向凝固的设备,其特征在于:磁控装置(8)包括导磁杆(801)、金属屏蔽罩(802)、线圈(803)和工字螺旋管(804),工字螺旋管(804)通过螺栓固定在真空炉(4)的内侧壁上,线圈(803)缠绕在工字螺旋管(804)上,金属屏蔽罩(802)罩装在线圈(803)的外侧,导磁杆(801)的上部固定在工字螺旋管(804)上,导磁杆(801)的底部与电弧枪(9)的电极底端高度一致。4.根据权利要求3所述的一种磁控电弧制备共晶高温合金定向凝固的设备,其特征在于:导磁杆(801)的数量为四个,其中包括两根长导磁杆和两根短导磁杆,两根长导磁杆的顶端与工字螺线管(804)上部侧面通过螺栓连接,且两根长导磁杆对称安装,夹角为180度,所述两根短导磁杆的顶端与工字螺线管(804)下部侧面通过螺栓连接,且两根短导磁杆对称安装,夹角为180度,四根导磁杆(801)的底端均与电弧枪(9)尖端对齐。5.根据权利要求1或4所述的一种磁控电弧制备共晶高温合金定向凝固的设备,其特征在于:坩埚及引锭器进出水系统(11)包括出水管(1101)和进水管(1102),出水管(1101)的一端和进水管(1102)的一端分别从水冷铜坩埚(10)的底部两端插入,实现对水冷铜坩埚(10)的水冷,出水管(1101)的另一端和进水管(1102)的另一端均与引锭器系统连接,实现对引锭器系统的水冷。6.根据权利要求5所述的一种磁控电弧制备共晶高温合金定向凝固的设备,其特征在于:引锭器系统包括引锭器(12)、引锭器滑块(14)、引锭器导轨(13)和引锭器电机(15),引锭器(12)的一端穿过真空炉(4)后与水冷铜