[发明专利]一种含稀土镁硼的镍基储氢合金制备成形方法

摘要

本发明涉及一种含稀土镁硼的镍基储氢合金制备设备及方法，属于熔炼合金领域，该制备设备包括熔炼‑浇注罐、升降‑搅拌机构、感应熔炼炉、坩埚、浇注模具、浇注模具驱动装置、滑道和冷却水循环系统，并且熔炼‑浇注罐分别与保护气体注入装置和抽真空装置相连通。当合金熔化后在真空下向熔炼‑浇注罐中注入保护气体加压，在高压下加入镁块，并快速搅拌，熔体制备完成后对浇注模具冷却、浇注。采用本发明的制备设备及方法生产的合金质量稳定，组织致密，成分偏析小，满足进一步加工的要求，且该装置易于推广，适合含稀土镁硼的镍基储氢合金规模化生产，材料成品率高。

主权项

一种含稀土镁硼的镍基储氢合金制备成形方法，其特征在于，所述制备成形方法使用的制备设备包括熔炼‑浇注罐(1)、升降‑搅拌机构(3)、感应熔炼炉(10)、坩埚(11)、浇注模具(16)、浇注模具驱动装置(18)、滑道(19)和冷却水循环系统(20)，所述熔炼‑浇注罐(1)分别与保护气体注入装置(6)和抽真空装置(7)相连通；所述熔炼‑浇注罐(1)的上部设置有密封盖板(2)，所述升降‑搅拌机构(3)包括加料‑搅拌器(8)，所述加料‑搅拌器(8)能够伸入所述坩埚(11)内，所述坩埚(11)置于所述感应熔炼炉(10)内，用于容纳并熔化镍基合金，所述感应熔炼炉(10)和所述坩埚(11)上设置有水口(14)，所述感应熔炼炉(10)上设有坩埚倾转机构(9)用以驱动坩埚(11)使其向所述浇注模具(16)倾转，所述浇注模具(16)位于所述感应熔炼炉(10)侧部、所述水口(14)下方并且放置于所述滑道(19)上，所述浇注模具驱动装置(18)与所述浇注模具(16)相连，用于驱动所述浇注模具(16)在所述滑道(19)上运动，所述冷却水循环系统(20)对所述浇注模具(16)进行冷却；所述方法包含如下步骤：步骤1、按La4‑xRExMgNiy‑zBz进行配料，其中，RE为La、Ce、Pr、Nd、Gd、Sm、Y中的一种或两种元素，B为Cu、Al、Mn、Fe、Zn、Sn、Si中的一种元素，x、y、z的取值范围为0≤x≤2，16≤y≤18，0≤z≤5，将所配料置于坩埚(11)中，通电熔化，获得相应熔体；同时将镁块用金属镍纸包裹置于加料‑搅拌器(8)中，并将加料‑搅拌器(8)安装到升降‑搅拌机构(3)位置上；步骤2、待所加入配料完全熔化后，盖上密封盖板(2)，并锁紧密封；启动抽真空装置(7)，通过熔炼‑浇注罐(1)侧壁上的抽真空管道对熔炼‑浇注罐(1)抽真空；步骤3、真空度达到5‑10Pa时，启动保护气体注入装置(6)对熔炼‑浇注罐(1)注入保护气体，压力升至1500‑1800Pa，同时将熔体的温度降到1300℃‑1320℃；步骤4、启动升降‑搅拌机构(3)，降下加料‑搅拌器(8)到熔体中，同时加料‑搅拌器(8)进行反向搅拌，转速为150‑200转/分，间隔1‑3分钟正向搅拌，循环往复10‑13min；步骤5、转速提升到300‑400转/分，间隔5‑10分钟进行反向搅拌，循环往复30‑40min，熔体制备完成；步骤6、将步骤5所获得的熔体保温在1300℃‑1400℃，等待浇注；步骤7、对置于滑道(19)上的浇注模具(16)通水冷却，进行浇注；浇注模具驱动装置(18)与浇注模具(16)连接；调整浇注模具(16)位置，启动坩埚倾转机构(9)将坩埚(11)倾斜进行浇注，同时左右移动浇注模具(16)。