[发明专利]一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法

权利要求书

1.一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据合金成分，选择金属原料进行配比；

（2）将所述金属原料混合精炼，制成合金初始棒材，所述合金初始棒材的外径小于定向凝固坩埚的内径；

（3）选用合适的造渣剂，所述造渣剂熔点应低于所述合金熔点，所述造渣剂密度应小于所述合金密度；

（4）所述合金初始棒材竖直插入所述定向凝固坩埚中，所述合金初始棒材与所述定向凝固坩埚之间的空隙均匀填充满所述造渣剂；

（5）所述定向凝固坩埚放入高真空区域熔化液态金属冷却定向凝固装置中；

（6）所述高真空区域熔化液态金属冷却定向凝固装置的感应线圈通电，加热所述定向凝固坩埚，所述合金初始棒材受热区域熔化，所述造渣剂受热区域熔化，所述造渣剂的熔化区域大于所述合金初始棒材的熔化区域，所述造渣剂与所述合金初始棒材中的杂质反应形成熔渣；

（7）引导所述定向凝固坩埚相对于所述感应线圈向下运动，所述熔渣不断形成并上浮，最终到达合金棒材顶部后除去，完成整个所述合金初始棒材的区域熔化与定向凝固。

2.如权利要求1中所述的一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法，其特征在于，所述合金为Ni₅₀Mn₃₄In₁₆或者La(Fe_0.86Si_0.14)₁₃。

3.如权利要求1中所述的一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法，其特征在于，增加所述合金中易挥发的元素按重量计4%的用量，应对所述混合精炼过程中的损耗。

4.如权利要求1中所述的一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法，其特征在于，所述原料金属以质量百分比计的纯度为99%以上。

5.如权利要求1中所述的一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法，其特征在于，所述定向凝固坩埚选用刚玉管。

6.如权利要求1中所述的一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法，其特征在于，所述造渣剂由CaF₂和MgF₂按重量比1:1配制而成。

7.如权利要求1中所述的一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法，其特征在于，所述混合精炼的步骤如下：所述金属原料放入真空非自耗电弧炉；第一次抽真空至3.0×10^-2～5.0×10^-2Pa，再充入氩气洗炉；第二次抽真空至3.0×10^-3～5.0×10^-3Pa，再充入氩气至0.05MPa；加热使所述金属原料熔化，熔清后精炼2～4分钟；反复熔炼3～5次，以保证所述合金成分的均匀性；将精炼后的所述合金浇注成所述合金初始棒材。