[实用新型]用于制备洁净、均匀化铂族合金的底注式坩埚

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冶炼用设备，特别涉及一种用于制备洁净、均匀化铂族合金的底注式坩埚。

背景技术

铂族合金以其优异独特的电学性能、磁学性能、热学性能和力学性能等广泛应用于温度测量与控制技术以及电子信息等领域。随着我国工业技术的不断进步和升级，作为国民经济各领域的关键技术之一的温度测量与控制技术以及高新信息产业持续快速发展，对铂族贵金属材料的需求量越来越大，如铂铑合金作为世界上最为广泛应用的贵金属热电偶材料，具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。其物理、化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中，广泛应用于冶金、石化、航空、航天、计量等领域的温度控制与测量；经典的电接触材料如铂铱合金因具备耐腐蚀、耐磨损、电接触可靠性高以及使用寿命长，尤其在条件苛刻的弱电接点等特点，广泛用于航空发动机点火接点、高灵敏度继电器和微电机的电接点、精密传感器的电位器和导电环、电刷等。

铂族合金的发展及需求趋势正逐步往微细化、精密化方向深入，要满足以上功能性的铂族合金需具备洁净、组织均匀等特点。目前冶金熔炼技术采用的熔炼坩埚，使合金铸锭产生气孔和缩颈从而影响铸锭组织均匀性，并且由于铂族合金的熔炼温度高（高于1800℃），其熔炼坩埚一般采用氧化铝、氧化镁、氧化锆等陶瓷坩埚，在熔炼过程中常会引入陶瓷氧化物等有害夹杂物，不仅给后续的变形加工带来困难，更影响合金的使用性能。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种用于制备洁净、均匀化铂族合金的底注式坩埚，采用该坩埚制备的铂族合金其组织均匀、洁净，并且成本低。

实现本实用新型的技术方案是：

用于制备洁净、均匀化铂族合金的底注式坩埚，该底注式坩埚包括内坩埚和外坩埚，内坩埚和外坩埚的底部设置相互贯通的中心孔，内坩埚和外坩埚之间设置有填充物，内、外坩埚和填充物经打结后烧结成一个整体。

所述内坩埚和外坩埚的底部中心孔位于同一轴线上。

所述内坩埚底部中心孔的直径小于外坩埚底部中心孔的直径。

所述内坩埚底部中心孔的直径为1.0～3.0mm。

所述外坩埚底部中心孔的直径为6～15mm。

所述内坩埚和外坩埚采用氧化镁、氧化铝、氧化锆任意一种材料制备。

所述填充物为电熔镁砂和水玻璃的混合物。

采用上述技术方案，在内坩埚和外坩埚底部中心处设置有连通的孔，当对铂族合金进行熔炼时，根据铂族合金熔液的表面张力，调控熔炼时的感应功率，控制铂族合金在熔融态但又不会通过坩埚底部孔洞下溢，通过调控感应功率继续加热，当温度高于铂族合金的熔融态温度50~100℃，铂族合金为液态的熔液，该熔液快速均匀呈直线流态注入接料坩埚内，使得熔炼过程中因陶瓷材料产生的陶瓷氧化物等有害夹杂物，因重力作用上浮至熔料上表层，通过底注式熔炼达到精炼，避免了合金夹杂，大大减少气孔和缩颈的产生，保证了铂族合金铸件的洁净性及均匀性。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图。

具体实施方式

参见图1，底注式坩埚包括内坩埚1和外坩埚2，内坩埚和外坩埚的底部设置相互贯通的中心孔4，内坩埚和外坩埚的底部中心孔位于同一轴线上，内坩埚底部中心孔的直径小于外坩埚底部中心孔的直径，以保证铂族合金在熔融态不会通过坩埚底部孔洞下溢，本实施例内坩埚底部中心孔的直径为1.0～3.0mm，所述外坩埚底部中心孔的直径为6～15mm。内坩埚和外坩埚之间设置有填充物3，本实施例的填充物为电熔镁砂和水玻璃的混合物，内、外坩埚和填充物经打结形成一个整体，并置于烧结炉中，在1000℃下烧结1小时。

采用该底注式坩埚进行浇注的具体步骤为：

1）.将底注式坩埚置于高频感应电炉中的感应线圈内，感应线圈底部放置接料坩埚；

2）.将纯度为99.99%的铂和纯度为99.95%的铑置于底注式坩埚中；

3）.启动高频感应电炉，加热使铂族金属处于熔融态，保温2～5分钟，加大感应电流，使温度高于铂族合金的熔融态温度50～100℃时，液态的铂铑合金熔液快速、均匀的呈直线注入接料坩埚内，冷凝后即得洁净化、组织均匀化的Pt-Rh合金。

所述接料坩埚采用氧化镁或水冷铜模制备。

所述内坩埚和外坩埚采用氧化镁、氧化铝、氧化锆任意一种材料同样可以达到上述技术效果。 

采用上述坩埚可以用于制备铂（Pt）、钯（Pd）、铱（Ir）、锇（Os）、钌（Ru）、铑（Rh）任意两种或三种的组合的二元合金或三元合金，同样具有上述技术效果。