專利名稱：一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種冷坩堝，具體涉及一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝。
背景技術(shù)：
所謂定向凝固是在控制坯件內(nèi)部傳熱、傳質(zhì)和流動的條件下，控制金屬或晶體類材料沿固定生長方向進行凝固或者結(jié)晶的技術(shù)手段。定向凝固后金屬的組織特征是與凝固熱流方向相平行的一組平行柱狀晶，如果能夠適當控制晶粒的生長過程，例如抑制外來生核，則晶體可以長成只有一個晶粒的結(jié)晶組織，稱為單晶體。由此可見定向凝固是在滿足單向的熱量和質(zhì)量傳遞基本條件下的特殊的材料加工工藝。永磁體合金呈現(xiàn)明顯的磁各向異性，因此具有沿易磁化方向的定向凝固組織的永磁體磁性能較高，電磁冷坩堝定向凝固鋁鎳鈷永磁合金，可以減少凝固過程中的氧化，形成明顯的柱狀晶，但磁性合金導熱率較高，現(xiàn)有的冷坩堝在定向凝固磁性合金的時候，能量的利用率低，不能很好的對其側(cè)向散熱進行熱補償，造成柱狀晶不連續(xù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的冷坩堝在定向凝固磁性合金的時候，能量的利用率低，不能很好的對其側(cè)向散熱進行熱補償，造成柱狀晶不連續(xù)的問題，進而提供一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝包括坩堝主體、進水管、出水管、感應線圈和八個冷卻連接水管，坩堝主體包括上半體和下半體，上半體與下半體固接，所述感應線圈套裝在上半體上，所述坩堝主體的橫截面為圓環(huán)狀的空腔體，上半體的外壁分割成八個截面為圓弧形花瓣狀的柱體，八個截面為圓弧形花瓣狀的柱體沿坩堝主體水平截面上的水平軸和垂直軸對稱設置，水平軸和垂直軸的交點與坩堝主體水平截面上的中心重合，每相鄰的兩個截面為圓弧形花瓣狀的柱體之間設有開縫，圓弧形花瓣狀的柱體的圓弧半徑R為9mm，開縫的開縫長度M為4mm，開縫的寬度W為0. 5mm,每個截面為圓弧形花瓣狀的柱體的內(nèi)部設有通孔，下半體的上端面開設有四個弧形孔，每個弧形孔的兩端各與一個相對應的通孔連通，每個通孔內(nèi)裝有一個冷卻連接水管，八個冷卻連接水管的第奇數(shù)個冷卻連接水管與進水管連通，八個冷卻連接水管的第偶數(shù)個冷卻連接水管與出水管連通，坩堝主體的高度H為110mm-130mm，坩堝主體的壁厚N為12mm-15mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果1.本發(fā)明在每相鄰的兩個截面為圓弧形花瓣狀的柱體之間設有開縫，可以更加有效的增加坩堝壁的透磁性，不但提高了能量的利用率，還便于熔體的加熱和約束成形。2.本發(fā)明的開縫數(shù)目使得每個圓弧形花瓣狀的柱體有足夠的空間安裝冷卻連接水管，保證坩堝主體在工作時不會因自身的感應加熱而熔化。 3.本發(fā)明開縫的寬度使得透過坩堝主體的電磁場增加，提高了加熱熔化和電磁約束的成形能力。4.本發(fā)明通過利用有限元軟件(Ansys)計算，獲得坩堝結(jié)構(gòu)對坩堝內(nèi)磁場的分布規(guī)律，并優(yōu)化坩堝主體的高度、厚度和開縫形式，有效地提高了能量的利用率，使其達到60%以上。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2是圖1在A-A處的剖視圖，圖3是圖2的B 處放大圖，圖4是下半體的俯視圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖1-圖4說明本實施方式，本實施方式的一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝包括坩堝主體1、進水管2、出水管3、感應線圈5和八個冷卻連接水管4，坩堝主體1包括上半體1-1和下半體1-2，上半體1-1與下半體1-2固接，所述感應線圈5套裝在上半體1-1上，所述坩堝主體1的橫截面為圓環(huán)狀的空腔體，上半體1-1的外壁分割成八個截面為圓弧形花瓣狀的柱體6，八個截面為圓弧形花瓣狀的柱體6沿坩堝主體1 水平截面上的水平軸和垂直軸對稱設置，水平軸和垂直軸的交點與坩堝主體1水平截面上的中心重合，每相鄰的兩個截面為圓弧形花瓣狀的柱體6之間設有開縫10，圓弧形花瓣狀的柱體6的圓弧半徑R為9mm，開縫10的開縫長度M為4mm，開縫10的寬度W為0. 5mm,每個截面為圓弧形花瓣狀的柱體6的內(nèi)部設有通孔7，下半體1-2的上端面開設有四個弧形孔8，每個弧形孔8的兩端各與一個相對應的通孔7連通，每個通孔7內(nèi)裝有一個冷卻連接水管4，八個冷卻連接水管4的第奇數(shù)個冷卻連接水管4與進水管2連通，八個冷卻連接水管4的第偶數(shù)個冷卻連接水管4與出水管3連通，坩堝主體1的高度H為110mm-130mm，坩堝主體1的壁厚N為12mm-15mm。
具體實施方式
二 結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的上半體1-1的高度D為 85mm-105mm。如此設置，使得鋁鎳鈷磁性合金的固液界面位置接近線圈磁場最大處，此時， 能量的利用率最佳。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的感應線圈5由紫銅線繞制而成，所述紫銅線的直徑為10mm。如此設置，導電效果最佳。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的感應線圈5繞制的高度 L為50mm-70mm。如此設置，可以有效的支撐20mm-30mm的合金熔體。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
三相同。
權(quán)利要求
1.一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝，它包括坩堝主體(1)、進水管O)、出水管(3)、感應線圈(5)和八個冷卻連接水管G)，坩堝主體(1)包括上半體(1-1)和下半體 (1-2)，上半體(1-1)與下半體(1-2)固接，所述感應線圈(5)套裝在上半體(1-1)上，其特征在于所述坩堝主體(1)的橫截面為圓環(huán)狀的空腔體，上半體(1-1)的外壁分割成八個截面為圓弧形花瓣狀的柱體(6)，八個截面為圓弧形花瓣狀的柱體(6)沿坩堝主體(1)水平截面上的水平軸和垂直軸對稱設置，水平軸和垂直軸的交點與坩堝主體(1)水平截面上的中心重合，每相鄰的兩個截面為圓弧形花瓣狀的柱體(6)之間設有開縫(10)，圓弧形花瓣狀的柱體(6)的圓弧半徑(R)為9mm，開縫(10)的開縫長度(M)為4mm，開縫(10)的寬度(W) 為0.5mm，每個截面為圓弧形花瓣狀的柱體(6)的內(nèi)部設有通孔(7)，下半體(1- 的上端面開設有四個弧形孔(8)，每個弧形孔(8)的兩端各與一個相對應的通孔(7)連通，每個通孔(7)內(nèi)裝有一個冷卻連接水管G)，八個冷卻連接水管(4)的第奇數(shù)個冷卻連接水管(4) 與進水管( 連通，八個冷卻連接水管的第偶數(shù)個冷卻連接水管(4)與出水管(3)連通，坩堝主體(1)的高度(H)為110mm-130mm，坩堝主體(1)的壁厚(N)為12mm-15mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝，其特征在于上半體(1-1)的高度(D)為 85mm-105mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝，其特征在于 感應線圈(5)由紫銅線繞制而成，所述紫銅線的直徑為10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝，其特征在于感應線圈(5)繞制的高度(L)為50mm-70mm。
全文摘要
一種定向凝固鋁鎳鈷磁性合金的冷坩堝，它涉及一種冷坩堝。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的冷坩堝在定向凝固磁性合金的時候，能量的利用率低，不能很好的對其側(cè)向散熱進行熱補償，造成柱狀晶不連續(xù)的問題。本發(fā)明上半體的外壁分割成八個截面為圓弧形花瓣狀的柱體，每相鄰兩個截面為圓弧形花瓣狀的柱體之間設有開縫，圓弧形花瓣狀的柱體的圓弧半徑為9mm，開縫的開縫長度為4mm，開縫的寬度為0.5mm，每個截面為圓弧形花瓣狀的柱體的內(nèi)部設有通孔，八個冷卻連接水管的第奇數(shù)個冷卻連接水管與進水管連通，八個冷卻連接水管的第偶數(shù)個冷卻連接水管與出水管連通，坩堝主體的高度為110mm-130mm，坩堝主體的壁厚為12mm-15mm。本發(fā)明適用于磁性合金的定向凝固。
文檔編號C30B21/00GK102174707SQ20111007840
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者丁宏升, 傅恒志, 王永喆, 郭景杰, 陳瑞潤 申請人:哈爾濱工業(yè)大學