锆基块体非晶合金熔体流动性测试方法及其装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103143698A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103143698103143698A(43)申请公布日2013.06.12(21)申请号201310083859.9(22)申请日2013.03.15(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人马明臻刘日平马德强张新宇(74)专利代理机构石家庄一诚知识产权事务所13116代理人续京沙(51)Int.Cl.B22D18/06(2006.01)C22C45/10(2006.01)G01N11/04(2006.01)G01N11/08(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书7页说明书7页附图4页附图4页(54)发明名称锆基块体非晶合金熔体流动性测试方法及其装置(57)摘要一种锆基块体非晶合金熔体流动性测试方法及装置，本发明的方法主要是采用中频感应真空熔炼炉和氧化铝陶瓷坩埚进行合金熔炼，再采用本发明的块体非晶合金熔体流动性测试装置，在不同温度、不同压力、不同圆管直径的工艺条件下，对已熔化的块体非晶合金熔体进行吸铸，获得不同流动长度的块体非晶合金铸棒，通过非晶合金铸棒的长度便可知道该合金的流动性。本发明可实现对块体非晶合金熔体的温度和炉体内的压力进行有效控制，同时又可在相同的工艺条件下同时吸铸多个不同直径和不同长度的锆基块体非晶合金铸棒，测试效率高。CN103143698ACN1034698ACN103143698A权利要求书1/1页1.一种锆基块体非晶合金熔体流动性测试方法，其特征在于：（1）将在非自耗电弧熔炼炉中熔炼的锆基合金锭，放入中频感应真空熔炼炉的氧化铝陶瓷坩埚中，合上炉盖；（2）通过升降锁紧机构调整好流动性测试装置中不锈钢吸铸管的高度并锁紧，然后接通中频感应真空熔炼炉和吸铸管的冷却循环水通路，关闭所有阀门，接通真空机构的总电源，开启机械泵将熔炼炉体内和与流动性测试装置中吸铸管相连通的真空罐的真空度抽至小于80Pa时，再开启罗兹泵继续将炉体内和与流动性测试装置吸铸管相连通的真空罐的真空度抽至小于15Pa时，最后开启分子泵将炉体内和真空包抽真空至3.0×10-3Pa时关闭炉体与分子泵相连的阀门和吸铸管与真空罐之间的电磁阀，然后充入氩气至0.02MPa-0.035MPa进行惰性气氛保护；（3）当中频感应真空熔炼炉抽真空并充完氩气后，接通中频感应真空熔炼炉的总电源，先将功率加至5kW保持5分钟，然后再将功率加至15kW，待合金锭开始熔化时，当块体非晶合金熔体的温度升至设定的温度值800℃-1100℃时，开启红外温度测试仪进行温度测试，并迅速将吸铸管降至合金熔体中，同时开启不锈钢吸铸管与真空罐之间的电磁阀，进行合金熔体的吸铸，吸铸结束后经过5秒钟再将吸铸管迅速从合金熔体中提出，可以得到不同长度被不锈钢管包覆的块体非晶合金铸棒；（4）经过车削去除块体非晶合金铸棒外层的不锈钢管，进行非晶态结构的测试。2.根据权利要求1所述的锆基块体非晶合金熔体流动性测试方法，其特征在于:测试用的锆基块体非晶合金，其分别为：⑴ZrTiCuNiBe非晶合金，其化学成分范围为（at%）：Zr38-55、Ti9-14、Cu8-13、Ni9-11、Be18-24；⑵ZrNiAlCu非晶合金，其化学成分范围为（at%）：Zr50-65、Al8-11、Ni5-9、Cu19-30。3.权利要求1的锆基块体非晶合金熔体流动性测试装置，其特征在于:中频感应真空熔炼炉的真空室内设有石墨保温套，在该保温套外设与熔炼炉控制柜相连的感应加热器，在保温套内设有氧化铝陶瓷坩埚，在上述熔炼炉的真空室侧壁上设有通孔，其通过带阀的管路与分子泵相连，该分子泵又分别与真空控制柜和一根支管相连，该支管一支与罗茨泵和机械泵相连，另一支通过电磁阀与熔炼炉的真空室相连，在熔炼炉上开口设有密封炉盖，该炉盖设有中心通孔，其内插有吸铸模具，该模具为两端封闭的一段管，该模具的上端设有进水孔，穿过并固定在该进水孔上的进水管位于管内的一端伸至模具下端附近，位于模具外的一端可与外界给水管相连，在模具壁上部设有出水孔，在上述模具内还设有吸铸管，其为内径不同的1-6根穿过模具上下两端通孔并固定于其上的等长不锈钢管，其伸出模具下端的管子为自由端，其伸出模具上端的管子通过密封件置于顶端密封室内，该顶端密封室设有红外测温仪，该红外测温仪与数据采集机构相连，上述顶端密封室设有与真空管路一端相连的开口，该真空管路的另一端通过电磁阀与真空罐相连，在上述模具外面设有升降锁紧机构，在模具外面还设有固定在炉盖上的动密封组件。4.根据权利要求3所述的锆基块体非晶合金熔体流动性测试装置，其特征在于:动密封组件有密封室，其内设有套在模具外的上下两个套管及两个