[发明专利]一种磁场下的凝固取向装置

说明书

一种磁场下的凝固取向装置，属于电磁铸造技术领域，所述装置包括圆柱形的冷却铜模，冷却铜模与壳体通过第二法兰连接，壳体通过第一法兰与密封盖连接，第一法兰设充气孔，壳体内固定有坩埚，坩埚与壳体间有间隙，间隙与第一法兰连通，坩埚外壁缠绕感应加热线圈，坩埚底部开有浇铸口，坩埚内设浇铸控制杆，浇铸控制杆下移时可浇封堵铸口，壳体底部开有通孔和通气孔，通气孔连通间隙与第二法兰，第二法兰设排气孔，冷却铜模外设稳恒磁场发生器，冷却铜模底板上设有与其内壁同心的圆环形凹槽，凹槽内装石英管，石英管顶部设圆锥形分流器。本发明所述装置结构简单，使用方便，可在一次实验中实现对多个不同凝固组织生长方向与磁场方向夹角关系的研究。

技术领域

本发明属于电磁铸造技术领域，特别是涉及一种磁场下的凝固取向装置。

背景技术

金属熔体凝固时的凝固组织会受到温度场的分布和磁场方向的影响，熔体内温度梯度的大小和方向决定了凝固组织的尺寸和生长方向，而磁场方向与凝固组织生长方向的不同夹角也决定了熔体凝固组织的不同效果。但现有的磁场环境下真空浇注实验中所采用的试样多为长方体或圆柱体，使用其进行金属熔体的凝固过程实验时，由于冷却过程中金属熔体宏观的温度梯度为某一个单一的方向，因此每次实验只能研究单一凝固组织生长方向与磁场方向的关系，且温度梯度很难控制，若要研究多个不同凝固组织生长方向与磁场方向夹角之间的关系，则需要做大量的实验，不仅浪费原材料和能源，还大大降低了实验效率。因此，需要一种新的装置来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种磁场下的凝固取向装置，该装置结构简单，使用方便，可在一次实验中实现对多个不同凝固组织生长方向与磁场方向夹角关系的研究。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种磁场下的凝固取向装置，包括圆柱形的冷却铜模、壳体、第一法兰、第二法兰和密封盖，所述冷却铜模顶部与壳体底部通过第二法兰连接，所述壳体顶部通过第一法兰与密封盖连接，所述第一法兰上设置有充气孔，壳体内固定有坩埚，所述坩埚与壳体之间留有圆环形间隙，所述间隙与第一法兰内空间连通，坩埚外壁缠绕有感应加热线圈，坩埚底部开设有浇铸口，坩埚内设置有第一热电偶和浇铸控制杆，所述浇铸控制杆穿透密封盖且可相对密封盖上下移动，浇铸控制杆向下移动时可将浇铸口封堵，壳体底部与浇铸口对应位置开有通孔，壳体底部还开有通气孔，所述通气孔将间隙与第二法兰内空间连通，所述第二法兰上设置有排气孔，所述冷却铜模外侧设置有稳恒磁场发生器，冷却铜模底板的上表面设置有与其内壁同心的圆环形凹槽，所述圆环形凹槽内安装有石英管，所述石英管顶部安装有圆锥形分流器，所述圆锥形分流器的顶点向上且对准浇铸口处。

所述石英管内安装有电阻加热线圈，所述电阻加热线圈内设置有第二热电偶。

所述电阻加热线圈的功率可调，其加热温度范围为20℃～1000℃。

所述冷却铜模底板的上表面设置有多组同心的圆环形凹槽。

所述第一法兰与第二法兰均设有冷却结构，其冷却方式为水冷。

所述冷却铜模采用的冷却方式为水冷。

所述密封盖上设置有窥视孔，所述窥视孔处安装有耐热玻璃。

所述浇铸控制杆与密封盖之间设置有橡胶密封圈。

所述圆锥形分流器选用石墨材质。

所述稳恒磁场发生器所产生的磁场强度范围为0.1T～6T。

本发明的有益效果：