專利名稱：復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金熔煉實驗裝置，特別涉及一種復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置。
背景技術(shù)：
鎂合金由于具有密度小、比強度高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好的性質(zhì)，同時具有良好的阻尼減 震和電磁屏蔽性能，因而廣泛應(yīng)用于電子裝置的殼體結(jié)構(gòu)件和對輕、薄、小型化，高集成度 等要求較高的領(lǐng)域。鎂合金為六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)特征，其強度、硬度很低，冶煉的凝固過 程較為復(fù)雜，對于冶煉和凝固的工藝要求也較為嚴(yán)格，作為實際生產(chǎn)的前期保障，鎂合金的 熔煉試驗顯得尤為重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，在對于鎂合金的實驗室冶煉設(shè)備，一般包括一個控制電路箱和一個 熔煉爐組成，冶煉過程中通過人工取出坩堝進行澆注，操作極為不便且由于溫度較高，具有 較高的危險性；在合金熔煉后需要淬火時，由于取出坩堝再放入淬火液里有時間差，導(dǎo)致實 驗的準(zhǔn)確性得不到保證；特別是在實驗過程中，做不同凝固速度對組織變化影響的研究的 凝固實驗時，單一熔煉爐不能滿足實驗的要求，還需要另外的實驗設(shè)備，不但增加了實驗設(shè) 備的投入，還導(dǎo)致了設(shè)備的布置和操作復(fù)雜。因此，需要一種鎂合金實驗用熔煉設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便和安全，能夠根 據(jù)需要控制鎂合金的凝固速度，因而可以從凝固速度的角度去控制凝固后的組織及性能， 在凝固時能夠得到不同凝固速度條件下的固液凝固界面，能夠較為簡單的進行鎂合金溶質(zhì) 分配的研究實驗和通過淬火的方式研究鎂合金晶粒細化的相關(guān)問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，結(jié)構(gòu)簡單緊湊， 操作方便和安全，能夠根據(jù)需要控制鎂合金的凝固速度，因而可以從凝固速度的角度去控 制凝固后的組織及性能，在凝固時能夠得到不同凝固速度條件下的固液凝固界面，能夠較 為簡單的進行鎂合金溶質(zhì)分配的研究實驗和通過淬火的方式研究鎂合金晶粒細化的相關(guān) 問題。本發(fā)明的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，包括豎直設(shè)置的柱狀爐架和位于柱狀爐架 旁由上到下依次同軸設(shè)置的加熱爐I、加熱爐II以及淬火槽，所述加熱爐I以可繞柱狀爐 架軸線轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置于柱狀爐架，加熱爐II以可上下滑動的方式設(shè)置于柱狀爐架；加熱爐I底部向上與加熱爐I同心固定設(shè)置一中心管I，加熱爐II底部向上與加 熱爐II同心固定設(shè)置一中心管II，加熱爐II底部向下同心設(shè)置下料管，所述下料管下端正 對淬火槽，所述中心管I與中心管II之間管口相對且通過可徑向滑動的托盤I隔開，中心 管II與下料管之間管口相對且通過可徑向滑動的托盤II隔開；加熱爐I底部設(shè)置用于連通 中心管I與中心管II的豎直通孔，所述豎直通孔直徑小于中心管I外徑。進一步，所述柱狀爐架在圓周方向轉(zhuǎn)動配合外套有轉(zhuǎn)動套，所述加熱爐I與轉(zhuǎn)動 套固定連接；所述柱狀爐架沿豎直方向設(shè)置T形滑槽，T形滑槽內(nèi)以可沿豎直方向往復(fù)滑動的方式豎直嵌有條狀T形滑塊，所述加熱爐II連接于T形滑塊；進一步，所述中心管I通過位于加熱爐I底部并外套于中心管I的中心管座I設(shè) 置，托盤I沿徑向穿入中心管座I置于中心管I底部將中心管I和中心管II隔開；所述中 心管II通過位于加熱爐II底部并外套于中心管II的中心管座II設(shè)置，托盤II沿徑向穿入中 心管座II置于中心管II底部將中心管II和下料管隔開；所述托盤I沿徑向設(shè)置延伸出加 熱爐I的操作臂I，所述操作臂I的外端部與加熱爐I之間連接有拉簧I ；所述托盤II沿 徑向設(shè)置延伸出加熱爐II的操作臂II，所述操作臂II的外端部與加熱爐II之間連接有拉簧 II ；進一步，所述柱狀爐架位于T形滑槽上部設(shè)置第一定滑輪，與第一定滑輪相對于 柱狀爐架橫向?qū)ΨQ設(shè)置第二定滑輪，柱狀爐架與第一定滑輪和第二定滑輪對應(yīng)設(shè)置橫向貫 穿的過索孔，一拉索穿過過索孔且分別繞過第一定滑輪和第二定滑輪一端連接T形滑塊， 另一端連接通過一電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)輪；進一步，所述下料管外套有固定設(shè)置于柱狀爐架的支撐管，支撐管頂部設(shè)置嵌入 加熱爐II底并可向上活動的隔熱塊，所述中心管座II設(shè)置在隔熱塊上，所述下料管穿過隔 熱塊與隔熱塊固定并與中心管II連通；進一步，所述加熱爐I與加熱爐II之間設(shè)置隔熱層，所述隔熱層設(shè)置用于連通中 心管I和中心管II的孔；進一步，所述柱狀爐架外套有通過頂絲固定的固定套，所述支撐管通過固定于固 定套的懸臂梁支撐；與所述T形滑塊固定設(shè)置加熱爐托盤，所述加熱爐II置于加熱爐托盤 上；進一步，與所述轉(zhuǎn)動套固定連接設(shè)置抱箍套，所述抱箍套外套于加熱爐I并與其 固定連接；進一步，所述柱狀爐架設(shè)置環(huán)形凸臺，所述轉(zhuǎn)動套置于環(huán)形凸臺上與柱狀爐架在 圓周方向轉(zhuǎn)動配合。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，采用由上到下依次 設(shè)置的加熱爐I、加熱爐II以及淬火槽，并根據(jù)需要將加熱爐I和加熱爐II設(shè)置相應(yīng)的自 由度，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便和安全，能夠根據(jù)需要控制鎂合金的凝固速度，因而可以從 凝固速度的角度去控制凝固后的組織及性能，在凝固時能夠得到不同凝固速度條件下的固 液凝固界面，能夠較為簡單的進行鎂合金溶質(zhì)分配的研究實驗和通過淬火的方式研究鎂合 金晶粒細化的相關(guān)問題。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1沿A-A向示意圖。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1沿A-A向示意圖，如圖所示本實施例的復(fù) 合式鎂合金熔煉實驗裝置，包括豎直設(shè)置的柱狀爐架觀和位于柱狀爐架觀旁由上到下依次同軸設(shè)置的加熱爐I 1、加熱爐II 8以及淬火槽20，本實施例中加熱爐I 1和加熱爐II 8 均為電磁感應(yīng)爐，當(dāng)然，也可以采用電加熱爐；所述加熱爐I 1以可繞柱狀爐架觀軸線轉(zhuǎn)動 的方式設(shè)置于柱狀爐架觀，加熱爐II 8以可上下滑動的方式設(shè)置于柱狀爐架觀；加熱爐I 1底部向上與加熱爐I 1同心固定設(shè)置一中心管I 30，加熱爐II 8底部 向上與加熱爐II 8同心固定設(shè)置一中心管II 9，加熱爐II 8底部向下同心設(shè)置下料管17，所 述下料管17下端正對淬火槽20，所述中心管I 30與中心管II 9之間管口相對且通過可徑 向滑動的托盤I 4隔開，中心管II 9與下料管17之間管口相對且通過可徑向滑動的托盤 II 11隔開；加熱爐I 1底部設(shè)置用于連通中心管I 30與中心管II 9的豎直通孔la，所述 豎直通孔Ia直徑小于中心管I 30外徑。本實施例中，所述柱狀爐架28在圓周方向轉(zhuǎn)動配合外套有轉(zhuǎn)動套27，所述加熱爐 I 1與轉(zhuǎn)動套27固定連接；所述柱狀爐架觀沿豎直方向設(shè)置T形滑槽^a，T形滑槽28a 內(nèi)以可沿豎直方向往復(fù)滑動的方式豎直嵌有條狀T形滑塊23，所述加熱爐II 8連接于T形 滑塊23 ；采用T形滑槽^a和條狀T形滑塊23的配合結(jié)構(gòu)，能夠有效限制除豎直方向以外 的自由度，保證加熱爐II 8能夠保持垂直穩(wěn)定的狀態(tài)，從而保證實驗的順利進行。本實施例中，所述中心管I 30通過位于加熱爐I 1底部并外套于中心管I 30的 中心管座I 2設(shè)置，托盤I 4沿徑向穿入中心管座I 2置于中心管I 30底部將中心管I 30 和中心管II 9隔開；所述中心管II 9通過位于加熱爐II 8底部并外套于中心管II 9的中心 管座II 10設(shè)置，托盤II 11沿徑向穿入中心管座II 10置于中心管II 9底部將中心管II 9和 下料管17隔開；所述托盤I 4沿徑向設(shè)置延伸出加熱爐I 1的操作臂I 6，所述操作臂I 6 的外端部與加熱爐I 1之間連接有拉簧I 7 ；所述托盤II 11沿徑向設(shè)置延伸出加熱爐II 8 的操作臂II 12，所述操作臂II 12的外端部與加熱爐II 8之間連接有拉簧II 13 ；采用中心管 座的結(jié)構(gòu)，利于保證中心管與加熱爐的同軸度，從而利于中心管I 30、中心管II 9和下料管 17的同軸度，從而保證實驗順利進行；同時，在進行熔煉時，中心管座還可提供較大的徑向 尺寸，利于托盤徑向插入封堵中心管，托住熔煉坩堝；采用拉簧和操作臂結(jié)構(gòu)，將托盤拉出 后可通過彈力回彈，操作簡單。本實施例中，所述柱狀爐架觀位于T形滑槽28a上部設(shè)置第一定滑輪沈，與第一 定滑輪沈相對于柱狀爐架觀橫向?qū)ΨQ設(shè)置第二定滑輪25，柱狀爐架觀與第一定滑輪沈 和第二定滑輪對25應(yīng)設(shè)置橫向貫穿的過索孔^b，一拉索M穿過過索孔28b且分別繞過第 一定滑輪沈和第二定滑輪25 —端連接T形滑塊23，另一端連接通過一電機21驅(qū)動的轉(zhuǎn)輪 21a;采用滑輪結(jié)構(gòu)并結(jié)合電機進行驅(qū)動，可實現(xiàn)加熱爐II 8自動化的上下移動，利于省力、 高效快速的完成需要的實驗步驟。本實施例中，所述下料管17外套有固定設(shè)置于柱狀爐架觀的支撐管18，支撐管 18頂部設(shè)置嵌入加熱爐II 8底14并可向上活動的隔熱塊15，所述中心管座II 10設(shè)置在隔 熱塊15上，所述下料管17穿過隔熱塊15與隔熱塊15固定并與中心管II 9連通；制作簡 單，利于較穩(wěn)固的保證下料管與中心管II 19之間的同軸度，同時，利于保證加熱爐II 8向下 移動時的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。本實施例中，所述加熱爐I 1與加熱爐II 8之間設(shè)置隔熱層5，所述隔熱層5設(shè)置 用于連通中心管I和中心管II的孔；隔熱層5利于保證裝置的整體隔熱性能，從而保證實 驗的順利進行。
本實施例中，所述柱狀爐架觀外套有通過頂絲22a固定的固定套22，所述支撐管 18通過固定于固定套22的懸臂梁22b支撐，實踐中，固定套22和懸臂梁可制成一體，也可 固定連接；可以根據(jù)需要調(diào)整安裝高度；與所述T形滑塊23固定設(shè)置加熱爐托盤16，所述 加熱爐II 8置于加熱爐托盤16上；結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)固。本實施例中，與所述轉(zhuǎn)動套27固定連接設(shè)置抱箍套3，所述抱箍套3外套于加熱爐 I 1并與其固定連接；通過抱箍結(jié)合嵌入式澆注或者靠摩擦力進行固定連接，能實現(xiàn)發(fā)明 目的，保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。本實施例中，所述柱狀爐架觀設(shè)置環(huán)形凸臺^c，所述轉(zhuǎn)動套27置于環(huán)形凸臺 28c上與柱狀爐架觀在圓周方向轉(zhuǎn)動配合，結(jié)構(gòu)簡單，能夠較好的限制轉(zhuǎn)動套27向下的自 由度，保證加熱爐I 1的高度穩(wěn)定，并能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動移開。本發(fā)明在使用時，在鎂合金晶粒細化實現(xiàn)過程中，以柱狀爐架觀為軸心轉(zhuǎn)動并移 開加熱爐I 1，將托盤II 11拔出中心管座II 10，通過電機21驅(qū)動轉(zhuǎn)輪21a，轉(zhuǎn)輪釋放拉索 對，加熱爐II 8下移，直到加熱爐II 8的上口低于中心管座II 10，將中心管II 9拔出，將另一 托盤沿徑向插入中心管座II 10，將放好試樣的坩堝放置在中心管座II 10內(nèi)置于托盤上，將 中心管II 9插入中心管座II 10并用于徑向限制坩堝，移動加熱爐II 8上升，使坩堝位于加 熱爐II 8底，蓋上加熱爐II 8爐蓋；將熔煉試樣加熱到合適的溫度，將加熱爐II 8下移并抽 掉托盤，熔體自由下落到淬火槽內(nèi)，使淬火液的表面高于鎂合金熔體的最高表面進行淬火， 冷卻到室溫得到晶粒細化鎂合金。鎂合金控溫凝固的實現(xiàn)過程，打開加熱爐I 1爐蓋，將托盤I 4插好，將放好試樣 的坩堝四放置托盤I 4上，將中心管I 30插入中心管座I 2并用于徑向限制坩堝四，蓋上 加熱爐I 1爐蓋；將熔煉試樣在加熱爐I 1內(nèi)加熱到合適的熔煉溫度，同時將加熱爐II 8加 熱到合適的溫度，以保證冷卻速度；當(dāng)加熱爐II 8達到要求的溫度后，徑向拔出加熱爐I 1 的托盤I 4，使坩堝四落入在加熱爐II 8的中心管II 9并置于托盤II 11上，直到凝固達到 研究所需要的固體百分比時，拔出托盤II 11，坩堝四通過下料管落入的淬火槽20內(nèi)，獲得 所需要的一定凝固速度條件下的淬火試樣，同樣過程，坩堝四通過下料管不落入的淬火槽 20內(nèi)，則可以獲得非淬火試樣。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，其特征在于包括豎直設(shè)置的柱狀爐架和位于柱 狀爐架旁由上到下依次同軸設(shè)置的加熱爐I、加熱爐II以及淬火槽，所述加熱爐I以可繞 柱狀爐架軸線轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置于柱狀爐架，加熱爐II以可上下滑動的方式設(shè)置于柱狀爐 架；加熱爐I底部向上與加熱爐I同心固定設(shè)置一中心管I，加熱爐II底部向上與加熱爐 II同心固定設(shè)置一中心管II，加熱爐II底部向下同心設(shè)置下料管，所述下料管下端正對淬 火槽，所述中心管I與中心管II之間管口相對且通過可徑向滑動的托盤I隔開，中心管II 與下料管之間管口相對且通過可徑向滑動的托盤II隔開；加熱爐I底部設(shè)置用于連通中心 管I與中心管II的豎直通孔，所述豎直通孔直徑小于中心管I外徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，其特征在于所述柱狀爐架在 圓周方向轉(zhuǎn)動配合外套有轉(zhuǎn)動套，所述加熱爐I與轉(zhuǎn)動套固定連接；所述柱狀爐架沿豎直 方向設(shè)置T形滑槽，T形滑槽內(nèi)以可沿豎直方向往復(fù)滑動的方式豎直嵌有條狀T形滑塊，所 述加熱爐II連接于T形滑塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，其特征在于所述中心管I通 過位于加熱爐I底部并外套于中心管I的中心管座I設(shè)置，托盤I沿徑向穿入中心管座I 置于中心管I底部將中心管I和中心管II隔開；所述中心管II通過位于加熱爐II底部并外 套于中心管II的中心管座II設(shè)置，托盤II沿徑向穿入中心管座II置于中心管II底部將中心 管II和下料管隔開；所述托盤I沿徑向設(shè)置延伸出加熱爐I的操作臂I，所述操作臂I的 外端部與加熱爐I之間連接有拉簧I ；所述托盤II沿徑向設(shè)置延伸出加熱爐II的操作臂 II，所述操作臂II的外端部與加熱爐II之間連接有拉簧II。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，其特征在于所述柱狀爐架位 于T形滑槽上部設(shè)置第一定滑輪，與第一定滑輪相對于柱狀爐架橫向?qū)ΨQ設(shè)置第二定滑 輪，柱狀爐架與第一定滑輪和第二定滑輪對應(yīng)設(shè)置橫向貫穿的過索孔，一拉索穿過過索孔 且分別繞過第一定滑輪和第二定滑輪一端連接T形滑塊，另一端連接通過一電機驅(qū)動的轉(zhuǎn) 輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，其特征在于所述下料管外套 有固定設(shè)置于柱狀爐架的支撐管，支撐管頂部設(shè)置嵌入加熱爐II底并可向上活動的隔熱 塊，所述中心管座II設(shè)置在隔熱塊上，所述下料管穿過隔熱塊與隔熱塊固定并與中心管II 連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，其特征在于所述加熱爐I與 加熱爐II之間設(shè)置隔熱層，所述隔熱層設(shè)置用于連通中心管I和中心管II的孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，其特征在于所述柱狀爐架外 套有通過頂絲固定的固定套，所述支撐管通過固定于固定套的懸臂梁支撐；與所述T形滑 塊固定設(shè)置加熱爐托盤，所述加熱爐II置于加熱爐托盤上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，其特征在于與所述轉(zhuǎn)動套固 定連接設(shè)置抱箍套，所述抱箍套外套于加熱爐I并與其固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，其特征在于所述柱狀爐架設(shè) 置環(huán)形凸臺，所述轉(zhuǎn)動套置于環(huán)形凸臺上與柱狀爐架在圓周方向轉(zhuǎn)動配合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合式鎂合金熔煉實驗裝置，包括由上到下依次同軸設(shè)置的加熱爐Ⅰ、加熱爐Ⅱ以及淬火槽，加熱爐Ⅰ以可繞柱狀爐架軸線轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置于柱狀爐架，加熱爐Ⅱ以可上下滑動的方式設(shè)置于柱狀爐架；加熱爐Ⅰ的中心管Ⅰ與加熱爐Ⅱ的中心管Ⅱ之間以及中心管Ⅱ與正對淬火槽的下料管之間管口相對且分別通過可徑向滑動的托盤隔開，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便和安全，能夠根據(jù)需要控制鎂合金的凝固速度，因而可以從凝固速度的角度去控制凝固后的組織及性能，在凝固時能夠得到不同凝固速度條件下的固液凝固界面，能夠較為簡單的進行鎂合金溶質(zhì)分配的研究實驗和通過淬火的方式研究鎂合金晶粒細化的相關(guān)問題。
文檔編號F27B17/02GK102062537SQ20101022929
公開日2011年5月18日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者吳裕, 李小科, 潘復(fù)生, 熊姝濤, 蔣斌 申請人:重慶大學(xué)