[发明专利]一种冶金纽扣炉铜坩埚及其熔炼方法

说明书

技术领域

本发明属合金熔炼炉熔炼方法，尤其是纽扣炉原装铜坩埚台面向于利用RetechSystemsLLC提供钨极纽扣熔炼炉进行高熔点难熔金属及其合金熔炼的技术方法。

背景技术

现有的纽扣炉原装铜坩埚台采用铜板制造而成，在坩埚台上机械加工有杯状凹槽，样品在杯状凹槽中熔炼，并且同时可熔炼直径大约为100mm的六个样品。但是这种设计有很多缺陷，不能够满足技术人员的要求，如图1所示。缺陷如下：

(1).对于高熔点合金，容易凝固，因此在熔炼过程中，杯状凹槽中的金属在钨极枪的作用下难以整体保持液体状态，严重影响了制样成分的均匀性。

(2).虽然可以同时熔炼多个样品，但是单个样品体积太小，不利于后续的加工工作以及性能检测。

(3).杯状凹槽位置设计不合理，钨极枪难以覆盖整个凹槽。

(4).铜坩埚上的引弧铜电极位置不合理，不利于引弧，给操作人员带来不便。

以上的诸多缺陷使得操作不便，熔炼时间加长，增加了能耗，也使得样品成分不稳定。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种纽扣炉铜坩埚台及其熔炼方法。本发明的技术方案如下：

一种冶金纽扣炉铜坩埚，包括试样盘及开设在试样盘上的试样凹槽以及所在凹槽之间的铜电极，本发明特征在于，将凹槽设为四个呈环形分布的方形凹槽和一个位于一侧的大矩形凹槽，其中方形试样凹槽边长为50㎜～70㎜、厚度为15㎜～35㎜，大矩形凹槽边长为110～130×230～250㎜、厚度为15㎜～35㎜；在凹槽之间设置有至少五个铜电极，铜电极采用沿四个方形凹槽环形线内侧及大矩形凹槽长边线内侧分布设立。

本发明根据上述冶金纽扣炉铜坩埚采用的熔炼方法，其工艺步骤如下：

1).确认水、电、气正常后，开启液压泵；

2).取下防护罩，打开熔炼室加入1～4份，关闭熔炼室；

3).抽真空，直至真空度小于1×10^-2Toll；

4).降下电弧枪，引弧开始熔炼；

5).熔炼过程中，根据实际情况调整电弧枪位置或高低以及电流强度大小，确保原料充分融化；

6).熔炼过程中电流强度为100～400A，最大电流不得超过600A；

7).单面熔炼完毕，待钛饼冷却后，排除废气，重新冲入氩气并翻转钛饼在次熔炼；

8).熔炼完毕待试锭完全冷却，才开启熔炼室取出试锭；

9).待小方形试样冷却后，取八块放入大凹槽中进行焊合；

10).用酒精和百洁布清洗铜坩埚。

熔炼小方形试样，试样尺寸为60*60*16。在后续的实验安排中，如有热锻、轧制等，这样要求有足够的尺寸，可以将小方形试样根据尺寸需要放入大凹槽中，进行焊合，最大尺寸为240*120*16。

本发明的有益效果是：

(1).如图1所示，将原圆形杯状凹槽改成了方形，并且体积减小，这样就使得在一个小的方形凹槽中熔炼试样时，可以保证试样整个处于液体状态，在电弧的搅拌下，使得成分更加均匀。

(2).将原来的六个杯状凹槽改成了四个小方形凹槽和一个大方形凹槽，小试样可以在大凹槽中进行焊合，制备出更大的试样，以便于后续的加工及其性能测试。

(3).凹槽的位置进行了相应的位移，可以使钨极枪覆盖整个凹槽。

(4).本发明增加了铜电极的数量并进行了位置的调整，使得更加容易引弧。

(5).本发明使得制样过程更加快速方便，减小了能耗，降低了制样的成本。

本发明熔炼的小方形试样相对于原装圆形试样更加容易焊合，一个大凹槽中可以同时将八个小方形试样进行焊合，得到的大方形试样，不仅可以检验试样成分的均匀性而且符合接下来热锻或轧制实验中对试样尺寸的要求，大大扩展了纽扣炉的利用性。实现了使用纽扣炉进行各种材料成分设计、熔炼、均匀性检测、热锻轧制以及多种性能检测一系列实验设计的可能性，使得确定实验方案更加灵活多样。

附图说明

图1为现有技术结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为主要更改尺寸示意图。

具体实施方式