一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102658362A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102658362A(43)申请公布日2012.09.12(21)申请号201210172716.0C30B29/52(2006.01)(22)申请日2012.05.30(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)发明人丁宏升燕云程王永喆陈瑞润郭景杰傅恒志(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人高媛(51)Int.Cl.B22D23/00(2006.01)B22D27/04(2006.01)C30B11/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书99页页附图附图55页(54)发明名称一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法(57)摘要一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，它涉及一种金属定向凝固方法，具体涉及一种超高温Nb-Si基合金的定向凝固方法，以解决现有定向凝固方法存在的金属易污染、定向凝固效率较低、组织形态不易调整以及合金的综合理力学性能较差的问题，定向凝固方法主要步骤为：步骤一、炉体内部设有上料棒和底料，上料棒和底料的外部设有水冷铜坩埚，水冷铜坩埚的外部设有感应线圈；步骤二、炉体内为先抽真空，后返冲氩气；步骤三、在上料棒和底料送入感应线圈的感应范围后，感应线圈通入单相交流电，将上料棒和底料向下运动；步骤四、当移料杆下移到预定的长度时，停止下移及停止向感应线圈施加功率。本发明用于超高温Nb-Si基合金的制备。CN1026583ACN102658362A权利要求书1/1页1.一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，其特征在于：所述定向凝固方法的具体步骤为：步骤一、将上料棒（15）、底料（8）、水冷铜坩埚（13）和感应线圈（12）置于冷坩埚电磁精确成形与定向凝固装置的炉体（29）内，炉体（29）内部设有上料棒（15）和底料（8），上料棒（15）和底料（8）的外部设有水冷铜坩埚（13），水冷铜坩埚（13）的外部设有感应线圈（12），感应线圈（12）的匝数为3～5匝；步骤二、炉体（29）内为先抽真空到10-3～1Pa，后返冲氩气到280～320Pa；步骤三、在上料棒（15）和底料（8）送入感应线圈（12）的感应范围后，底料（8）的上端沿竖向伸入感应线圈（12）的底匝线圈内1-30mm，感应线圈（12）通入单相交流电，电源施加功率为35～60KW，保温5~15分钟，将上料棒（15）和底料（8）向下运动，底料（8）以0.1~3mm/s的速度向下运动，并使底料（8）的上端进入设置在其下方的结晶器（6）内；步骤四、当移料杆（4）下移到预定的长度时，上料棒（15）和底料（8）停止下移，停止向感应线圈（12）施加功率，待炉体（29）冷却30~60分钟后，放气，取出定向凝固的柱状晶合金，即完成超高温Nb-Si基合金的定向凝固制备。2.根据权利要求1所述的一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，其特征在于：步骤三中通入的单相交流电的频率为20kHz。3.根据权利要求1所述的一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，其特征在于：步骤三中通入的单相交流电的频率为50kHz。4.根据权利要求1所述的一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，其特征在于：步骤三中通入的单相交流电的频率为100kHz。5.根据权利要求1所述的一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，其特征在于：步骤三中上料棒（15）和底料（8）进入感应线圈（12）的感应范围的时间为，底料（8）比上料棒（15）早5~10分钟进入。6.根据权利要求1所述的一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，其特征在于：步骤三中电源施加功率为55KW，底料（8）移动速度为0.2mm/s。7.根据权利要求1所述的一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，其特征在于：步骤三中电源施加功率为55KW，底料（8）移动速度为0.7mm/s。8.根据权利要求1所述的一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，其特征在于：步骤三中电源施加功率为55KW，底料（8）移动速度为1.4mm/s。9.根据权利要求1所述的一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法，其特征在于：步骤三中电源施加功率为55KW，底料（8）移动速度为2.0mm/s。2CN102658362A说明书1/9页一种超高温Nb-Si基合金的水冷铜坩埚定向凝固方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属定向凝固方法，具体涉及一种超高温Nb-Si基合金的定向凝固方法。背景技术[0002]随着航空航天等技术的发展，对高温结构材料的要求越来越高。美国前空军Wrig