鈦基合金感應熔煉底漏式真空吸鑄設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鈦基合金熔煉吸鑄技術領域，尤其涉及一種鈦基合金感應熔煉底漏式真空吸鑄設備。
【背景技術】
[0002]傳統鈦合金熔煉工藝經歷了幾個階段變化。首先是真空電弧熔煉，這種熔煉方式的原理是利用鈦錠和水冷銅坩禍分別作為正負電極，在高電流狀態下通過相互放電產生的大量的熱量熔化鈦錠，從而在坩禍內形成熔融的金屬液，進而完成澆注。
[0003]其次是真空感應熔煉，原理是在分瓣式水冷銅坩禍的外部包裹感應線圈，感應線圈產生的電磁力透過銅坩禍的分瓣之間的非金屬隔離部分作用到坩禍內部的金屬上，進而熔化金屬在坩禍內部形成熔融金屬液并完成澆注。
[0004]上述的兩種方法，均需要借助水冷銅坩禍，并形成厚重的凝殼，這會帶走大量的熱量，導致實際的功率使用極低(僅20%-30%功率實際作用在了鈦金屬上)。而且傳統鈦合金精密鑄造的型殼由于型殼制備要求高，層數多，致使工藝復雜，直接大幅提高了投資成本。傳統工藝中，單爐的工作時間往往需要60—80分鐘，同時裝出爐勞動強度高，需要多人配合，工序復雜。傳統工藝中，從蠟模制備開始到型殼清理完畢，最短需要10天。
[0005]鈦本身是一種活性極強的金屬，傳統工藝在熔煉過程中，都需要有水冷環境的介入，這使得一旦出現坩禍擊穿，熔化的鈦金屬液就會直接接觸水，在真空環境下，直接會引發劇烈的反應，更會引發氫爆，這對生產安全有極大的威脅。國內目前鈦合金的生產單位都或大或小的出現過類似的安全事故，甚至是傷亡事故。
[0006]為解決上述問題，亟需提出一種新的鈦基合金感應熔煉真空吸鑄設備，以解決現有的鈦基合金鑄造中存在的效率低、成本高、工藝復雜、工作量大、難以制備要求高的型殼、周期長、存在安全隱患等問題。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的是提出一種結構簡單、生產效率高、原料利用率高、節能環保的鈦基合金感應熔煉底漏式真空吸鑄設備。
[0008]為達此目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0009]鈦基合金感應熔煉底漏式真空吸鑄設備，包括外爐體以及設置于外爐體內的至少一個真空吸鑄裝置，當外爐體的爐門關閉后，所述外爐體內形成密閉空間，所述外爐體連接有真空機組；
[0010]所述外爐體內還設置有用于熔煉鈦基合金的陶瓷坩禍，所述陶瓷坩禍的容腔與所述真空吸鑄裝置的鑄件型腔相連通；
[0011 ] 還包括感應線圈，所述感應線圈通電后產生電磁力以對所述陶瓷坩禍內的鈦基合金進行熔煉。
[0012]優選的，還包括同軸進電系統，所述同軸進電系統包括相互絕緣設置的第一電纜結構和第二電纜結構；
[0013]所述第一電纜結構一端接電源正極，另一端連接所述感應線圈的一端；
[0014]所述第二電纜結構一端接電源負極，另一端連接所述感應線圈的另一端；
[0015]所述第一電纜結構和所述第二電纜結構的軸線重合；
[0016]優選的，所述第一電纜結構與所述第二電纜結構套設在一起；
[0017]進一步優選的，所述第一電纜結構為銅材質的筒狀結構，所述第二電纜結構為銅材質的筒狀結構，所述第二電纜結構的外徑小于所述第一電纜結構的內徑，所述第一電纜結構套于所述第二電纜結構外，所述第一電纜結構與所述第二電纜結構通過絕緣組件連接在一起。
[0018]優選的，所述真空吸鑄裝置與所述外爐體的爐門固定連接并可隨爐門一起運動；
[0019]優選的，所述外爐體的爐門為推拉式或翻轉式；
[0020]優選的，所述外爐體的爐門設置于所述外爐體的頂部、側部或底部；
[0021]優選的，所述同軸進電系統將所述感應線圈支撐于所述外爐體內，所述陶瓷坩禍設置于所述真空吸鑄裝置上；
[0022]進一步優選的，所述同軸進電系統固定于所述外爐體的側壁上，當所述外爐體的爐門關閉后，所述陶瓷坩禍位于所述感應線圈內，或者所述同軸進電系統為可移動設置，當所述外爐體的爐門關閉后，所述同軸進電系統帶動所述感應線圈移動至罩于所述陶瓷坩禍的外周；
[0023]優選的，所述真空吸鑄裝置包括內爐體、設置于內爐體內的型殼以及與所述內爐體連接的真空機組，所述型殼內為所述鑄件型腔，所述內爐體上開有連通口，所述陶瓷坩禍的底部開有吸鑄口，所述吸鑄口經所述連通口與所述型殼的型腔入口連接；
[0024]優選的，所述陶瓷坩禍與所述內爐體之間設置有密封隔離裝置，所述密封隔離裝置用于在所述內爐體和所述外爐體之間形成隔離；
[0025]所述陶瓷坩禍通過連接件連接于內爐體的爐門上。
[0026]本實用新型的有益效果為:
[0027]本實用新型提供的鈦基合金感應熔煉底漏式真空吸鑄設備采用陶瓷坩禍對鈦基合金進行真空感應熔煉，由于陶瓷對電磁力沒有任何屏蔽，因此感應線圈產生的所有的電磁感應的能量能夠全部作用于鈦金屬上，節能環保，金屬原料的利用率高達60 %-70 %，極大的降低了金屬成本；
【附圖說明】
[0028]圖1是本實用新型實施例一提供的鈦基合金感應熔煉底漏式真空吸鑄設備的結構示意圖；
[0029]圖2是圖1中A部分的局部放大圖；
[0030]圖3是本實用新型實施例一提供的同軸進電系統與感應線圈的裝配結構示意圖。
[0031]圖中，1、爐體支架；2、外爐體；21、外爐體的爐門；22、第一抽真空口 ；3、真空吸鑄裝置；31、內爐體；311、第二抽真空口 ；312、內爐體的爐門；32、型殼；4、光學監控測溫裝置；5、升降架；6、升降驅動系統；7、水平移動軌道；8、陶瓷坩禍；81、吸鑄口 ；9、連接件；10、感應線圈；11、同軸進電系統；111、第一電纜結構；112、第二電纜結構；113、套筒；114、端蓋；115、第一圓臺；116、第二圓臺；117、連接端子。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0033]實施例一:
[0034]本實施例提供了一種鈦基合金感應熔煉底漏式真空吸鑄設備，如圖1和圖2所示，該設備包括爐體支架1、支撐于爐體支架I上的外爐體2以及設置于外爐體2內的真空吸鑄裝置3。外爐體2上設置有光學監控測溫裝置4，用于監控外爐體2內的溫度。外爐體2的側壁上開有第一抽真空口 22，第一抽真空口 22上連接有真空機組，當外爐體的爐門21關閉后，外爐體2內形成密閉的空間，通過真空機組可對外爐體2內進行抽真空。
[0035]于本實施例中，外爐體的爐門21設置在外爐體2的底部。外爐體的爐門21下方連接有升降架5，升降架5由升降驅動系統6驅動，進而帶動外爐體的爐門21上下移動，實現爐門的開啟和關閉。升降驅動系統6設置于水平移動軌道7上，當外爐體的爐門21開啟時，外爐體的爐門21、升降架5以及升降驅動系統6可沿水平移動軌道7移動。其中，升降驅動系統6的具體驅動方式不限，能夠實現穩定傳動的結構均可，如滾珠絲杠結構、氣缸驅動結構等等。
[0036]真空吸鑄裝置3固定于外爐體的爐門21上并可隨之一起運動。真空吸鑄裝置3包括內爐體31以及設置于內爐體31內的型殼32，型殼32內為鑄件型腔。內爐體31的底部開有第二抽真空口 311，第二抽真空口 311上也連接有真空機組，通過該真空機組可對內爐體31內進行抽真空。內爐體的爐門312設置于內爐體31的頂部，內爐體的爐門312上通過連接件9固定有陶瓷坩禍8。連接件9的具體形狀不限，能夠方便陶瓷坩禍8的安裝即可。陶瓷坩禍8的尺寸根據實際澆鑄金屬量進行調整，其內部容腔的直徑通常在20至70cm，優選為30— 60cm，高度通常在40至150cm，優選為50— 100cm。內爐體的爐門312上開有連通口，陶瓷坩禍8的底部開有吸鑄口 81，吸鑄口 81經連通口與型殼32的型腔入口連接。其中，吸鑄口 81的尺寸可根據鑄件型腔的大小以及形狀進行設定，一般設置為5至40cm，優選為10 — 30cm。在陶瓷坩禍8與內爐體31之間設置有密封隔離裝置，密封隔離裝置用于在內爐體31與外爐體2之間形成隔離。密封隔離裝置的具體形狀不限，可根據陶瓷坩禍的具體形狀進行設置，能夠實現隔離即可。經實驗表明，采用上述的尺寸能夠獲得最優的熔煉效果和吸鑄效果。
[0037]本實施例中采用的是通過感應線圈10通電產生電磁力對陶瓷坩禍8內的鈦基合金進行熔煉的，感應線圈10設置于外爐體2內。當外爐體的爐門21打開時，內爐體31隨著外爐體的爐門21運動，從而移出外爐體2，方便獲得型殼32內的鑄件；當外爐體的爐門21關閉時，內爐體31隨外爐體的爐門21運動，從而移入外爐體2內，當外爐體的爐門21完成關閉時，陶瓷坩禍8正好位于感應線圈10內，便于對陶瓷坩禍8內的鈦基合金進行熔煉。
[0038]由于鈦基合金的熔煉過程必須在真空下進行，所以對于感應熔煉而言，從電源到感應線圈10之間必須有相應的連接，普通的電纜連接往往對于功率和頻率的損失超過40%。而本實施例中采用的是特殊設計的同軸進電系統11，將兩條電纜的軸心重合，進而可以完全避免電纜的互感，將功率損失降低到5%以內，將頻率損失降低到10%以內。同軸進電系統11固定設置于外爐體2的側壁上，感應線圈10通過同軸進電系統11支撐于外爐體2內。
[0039]如圖3所示，同軸進電系統11包括相互絕緣設置的第一電纜結構111和第二電纜結構112以及連接第一電纜結構111和第二電纜結構112的絕緣組件。第一電纜結構111為銅材質的筒狀結構，其一端接電源正極，另一端通過連接端子117與感應線圈10的一端連接；第二電纜結構112為銅材質的筒狀結構，第二電纜結構112的外徑小于第一電纜結構111的內徑，第一電纜結構111套于第二電纜結構112外，且第一電纜結構111和第二電纜結構112的軸線重合。
[0040]絕緣組件包括套筒113和端蓋114。套筒113的內徑與第二電纜結構112的外徑基本相同，第二電纜結構112套于套筒113內，套筒113在一端設置有第一圓臺115以及與第一圓臺115連接的第二圓臺116，第二圓臺116的外徑大于第一圓臺115的外徑大于套筒113的外徑。第一電纜結構111的端面與第二圓臺116的圓臺面相抵接，第一電纜結構111的內周面與第二圓臺116的周面配合。由于套