CN102062537B - 复合式镁合金熔炼实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合式镁合金熔炼实验装置，包括由上到下依次同轴设置的加热炉Ⅰ、加热炉Ⅱ以及淬火槽，加热炉Ⅰ以可绕柱状炉架轴线转动的方式设置于柱状炉架，加热炉Ⅱ以可上下滑动的方式设置于柱状炉架；加热炉Ⅰ的中心管Ⅰ与加热炉Ⅱ的中心管Ⅱ之间以及中心管Ⅱ与正对淬火槽的下料管之间管口相对且分别通过可径向滑动的托盘隔开，本发明结构简单紧凑，操作方便和安全，能够根据需要控制镁合金的凝固速度，因而可以从凝固速度的角度去控制凝固后的组织及性能，在凝固时能够得到不同凝固速度条件下的固液凝固界面，能够较为简单的进行镁合金溶质分配的研究实验和通过淬火的方式研究镁合金晶粒细化的相关问题。

Description

复合式镁合金熔炼实验装置
技术领域
本发明涉及一种合金熔炼实验装置，特别涉及一种复合式镁合金熔炼实验装置。
背景技术
镁合金由于具有密度小、比强度高、导热导电性好的性质，同时具有良好的阻尼减震和电磁屏蔽性能，因而广泛应用于电子装置的壳体结构件和对轻、薄、小型化，高集成度等要求较高的领域。镁合金为六方晶系的晶体结构特征，其强度、硬度很低，冶炼的凝固过程较为复杂，对于冶炼和凝固的工艺要求也较为严格，作为实际生产的前期保障，镁合金的熔炼试验显得尤为重要。
现有技术中，在对于镁合金的实验室冶炼设备，一般包括一个控制电路箱和一个熔炼炉组成，冶炼过程中通过人工取出坩埚进行浇注，操作极为不便且由于温度较高，具有较高的危险性；在合金熔炼后需要淬火时，由于取出坩埚再放入淬火液里有时间差，导致实验的准确性得不到保证；特别是在实验过程中，做不同凝固速度对组织变化影响的研究的凝固实验时，单一熔炼炉不能满足实验的要求，还需要另外的实验设备，不但增加了实验设备的投入，还导致了设备的布置和操作复杂。
因此，需要一种镁合金实验用熔炼设备，结构简单紧凑，操作方便和安全，能够根据需要控制镁合金的凝固速度，因而可以从凝固速度的角度去控制凝固后的组织及性能，在凝固时能够得到不同凝固速度条件下的固液凝固界面，能够较为简单的进行镁合金溶质分配的研究实验和通过淬火的方式研究镁合金晶粒细化的相关问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种复合式镁合金熔炼实验装置，结构简单紧凑，操作方便和安全，能够根据需要控制镁合金的凝固速度，因而可以从凝固速度的角度去控制凝固后的组织及性能，在凝固时能够得到不同凝固速度条件下的固液凝固界面，能够较为简单的进行镁合金溶质分配的研究实验和通过淬火的方式研究镁合金晶粒细化的相关问题。
本发明的复合式镁合金熔炼实验装置，包括竖直设置的柱状炉架和位于柱状炉架旁由上到下依次同轴设置的加热炉Ⅰ、加热炉Ⅱ以及淬火槽，所述加热炉Ⅰ以可绕柱状炉架轴线转动的方式设置于柱状炉架，加热炉Ⅱ以可上下滑动的方式设置于柱状炉架；
加热炉Ⅰ底部向上与加热炉Ⅰ同心固定设置一中心管Ⅰ，加热炉Ⅱ底部向上与加热炉Ⅱ同心固定设置一中心管Ⅱ，加热炉Ⅱ底部向下同心设置下料管，所述下料管下端正对淬火槽，所述中心管Ⅰ与中心管Ⅱ之间管口相对且通过可径向滑动的托盘Ⅰ隔开，中心管Ⅱ与下料管之间管口相对且通过可径向滑动的托盘Ⅱ隔开；加热炉Ⅰ底部设置用于连通中心管Ⅰ与中心管Ⅱ的竖直通孔，所述竖直通孔直径小于中心管Ⅰ外径。
进一步，所述柱状炉架在圆周方向转动配合外套有转动套，所述加热炉Ⅰ与转动套固定连接；所述柱状炉架沿竖直方向设置T形滑槽，T形滑槽内以可沿竖直方向往复滑动的方式竖直嵌有条状T形滑块，所述加热炉Ⅱ连接于T形滑块；
进一步，所述中心管Ⅰ通过位于加热炉Ⅰ底部并外套于中心管Ⅰ的中心管座Ⅰ设置，托盘Ⅰ沿径向穿入中心管座Ⅰ置于中心管Ⅰ底部将中心管Ⅰ和中心管Ⅱ隔开；所述中心管Ⅱ通过位于加热炉Ⅱ底部并外套于中心管Ⅱ的中心管座Ⅱ设置，托盘Ⅱ沿径向穿入中心管座Ⅱ置于中心管Ⅱ底部将中心管Ⅱ和下料管隔开；所述托盘Ⅰ沿径向设置延伸出加热炉Ⅰ的操作臂Ⅰ，所述操作臂Ⅰ的外端部与加热炉Ⅰ之间连接有拉簧Ⅰ；所述托盘Ⅱ沿径向设置延伸出加热炉Ⅱ的操作臂Ⅱ，所述操作臂Ⅱ的外端部与加热炉Ⅱ之间连接有拉簧Ⅱ；
进一步，所述柱状炉架位于T形滑槽上部设置第一定滑轮，与第一定滑轮相对于柱状炉架横向对称设置第二定滑轮，柱状炉架与第一定滑轮和第二定滑轮对应设置横向贯穿的过索孔，一拉索穿过过索孔且分别绕过第一定滑轮和第二定滑轮一端连接T形滑块，另一端连接通过一电机驱动的转轮；
进一步，所述下料管外套有固定设置于柱状炉架的支撑管，支撑管顶部设置嵌入加热炉Ⅱ底并可向上活动的隔热块，所述中心管座Ⅱ设置在隔热块上，所述下料管穿过隔热块与隔热块固定并与中心管Ⅱ连通；
进一步，所述加热炉Ⅰ与加热炉Ⅱ之间设置隔热层，所述隔热层设置用于连通中心管Ⅰ和中心管Ⅱ的孔；
进一步，所述柱状炉架外套有通过顶丝固定的固定套，所述支撑管通过固定于固定套的悬臂梁支撑；与所述T形滑块固定设置加热炉托盘，所述加热炉Ⅱ置于加热炉托盘上；
进一步，与所述转动套固定连接设置抱箍套，所述抱箍套外套于加热炉Ⅰ并与其固定连接；
进一步，所述柱状炉架设置环形凸台，所述转动套置于环形凸台上与柱状炉架在圆周方向转动配合。
本发明的有益效果是：本发明的复合式镁合金熔炼实验装置，采用由上到下依次设置的加热炉Ⅰ、加热炉Ⅱ以及淬火槽，并根据需要将加热炉Ⅰ和加热炉Ⅱ设置相应的自由度，结构简单紧凑，操作方便和安全，能够根据需要控制镁合金的凝固速度，因而可以从凝固速度的角度去控制凝固后的组织及性能，在凝固时能够得到不同凝固速度条件下的固液凝固界面，能够较为简单的进行镁合金溶质分配的研究实验和通过淬火的方式研究镁合金晶粒细化的相关问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1沿A-A向示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为图1沿A-A向示意图，如图所示：本实施例的复合式镁合金熔炼实验装置，包括竖直设置的柱状炉架28和位于柱状炉架28旁由上到下依次同轴设置的加热炉Ⅰ1、加热炉Ⅱ8以及淬火槽20，本实施例中加热炉Ⅰ1和加热炉Ⅱ8均为电磁感应炉，当然，也可以采用电加热炉；所述加热炉Ⅰ1以可绕柱状炉架28轴线转动的方式设置于柱状炉架28，加热炉Ⅱ8以可上下滑动的方式设置于柱状炉架28；
加热炉Ⅰ1底部向上与加热炉Ⅰ1同心固定设置一中心管Ⅰ30，加热炉Ⅱ8底部向上与加热炉Ⅱ8同心固定设置一中心管Ⅱ9，加热炉Ⅱ8底部向下同心设置下料管17，所述下料管17下端正对淬火槽20，所述中心管Ⅰ30与中心管Ⅱ9之间管口相对且通过可径向滑动的托盘Ⅰ4隔开，中心管Ⅱ9与下料管17之间管口相对且通过可径向滑动的托盘Ⅱ11隔开；加热炉Ⅰ1底部设置用于连通中心管Ⅰ30与中心管Ⅱ9的竖直通孔1a，所述竖直通孔1a直径小于中心管Ⅰ30外径。
本实施例中，所述柱状炉架28在圆周方向转动配合外套有转动套27，所述加热炉Ⅰ1与转动套27固定连接；所述柱状炉架28沿竖直方向设置T形滑槽28a，T形滑槽28a内以可沿竖直方向往复滑动的方式竖直嵌有条状T形滑块23，所述加热炉Ⅱ8连接于T形滑块23；采用T形滑槽28a和条状T形滑块23的配合结构，能够有效限制除竖直方向以外的自由度，保证加热炉Ⅱ8能够保持垂直稳定的状态，从而保证实验的顺利进行。
本实施例中，所述中心管Ⅰ30通过位于加热炉Ⅰ1底部并外套于中心管Ⅰ30的中心管座Ⅰ2设置，托盘Ⅰ4沿径向穿入中心管座Ⅰ2置于中心管Ⅰ30底部将中心管Ⅰ30和中心管Ⅱ9隔开；所述中心管Ⅱ9通过位于加热炉Ⅱ8底部并外套于中心管Ⅱ9的中心管座Ⅱ10设置，托盘Ⅱ11沿径向穿入中心管座Ⅱ10置于中心管Ⅱ9底部将中心管Ⅱ9和下料管17隔开；所述托盘Ⅰ4沿径向设置延伸出加热炉Ⅰ1的操作臂Ⅰ6，所述操作臂Ⅰ6的外端部与加热炉Ⅰ1之间连接有拉簧Ⅰ7；所述托盘Ⅱ11沿径向设置延伸出加热炉Ⅱ8的操作臂Ⅱ12，所述操作臂Ⅱ12的外端部与加热炉Ⅱ8之间连接有拉簧Ⅱ13；采用中心管座的结构，利于保证中心管与加热炉的同轴度，从而利于中心管Ⅰ30、中心管Ⅱ9和下料管17的同轴度，从而保证实验顺利进行；同时，在进行熔炼时，中心管座还可提供较大的径向尺寸，利于托盘径向***封堵中心管，托住熔炼坩埚；采用拉簧和操作臂结构，将托盘拉出后可通过弹力回弹，操作简单。
本实施例中，所述柱状炉架28位于T形滑槽28a上部设置第一定滑轮26，与第一定滑轮26相对于柱状炉架28横向对称设置第二定滑轮25，柱状炉架28与第一定滑轮26和第二定滑轮对25应设置横向贯穿的过索孔28b，一拉索24穿过过索孔28b且分别绕过第一定滑轮26和第二定滑轮25一端连接T形滑块23，另一端连接通过一电机21驱动的转轮21a；采用滑轮结构并结合电机进行驱动，可实现加热炉Ⅱ8自动化的上下移动，利于省力、高效快速的完成需要的实验步骤。
本实施例中，所述下料管17外套有固定设置于柱状炉架28的支撑管18，支撑管18顶部设置嵌入加热炉Ⅱ8底14并可向上活动的隔热块15，所述中心管座Ⅱ10设置在隔热块15上，所述下料管17穿过隔热块15与隔热块15固定并与中心管Ⅱ9连通；制作简单，利于较稳固的保证下料管与中心管Ⅱ19之间的同轴度，同时，利于保证加热炉Ⅱ8向下移动时的结构稳固。
本实施例中，所述加热炉Ⅰ1与加热炉Ⅱ8之间设置隔热层5，所述隔热层5设置用于连通中心管Ⅰ和中心管Ⅱ的孔；隔热层5利于保证装置的整体隔热性能，从而保证实验的顺利进行。
本实施例中，所述柱状炉架28外套有通过顶丝22a固定的固定套22，所述支撑管18通过固定于固定套22的悬臂梁22b支撑，实践中，固定套22和悬臂梁可制成一体，也可固定连接；可以根据需要调整安装高度；与所述T形滑块23固定设置加热炉托盘16，所述加热炉Ⅱ8置于加热炉托盘16上；结构简单稳固。
本实施例中，与所述转动套27固定连接设置抱箍套3，所述抱箍套3外套于加热炉Ⅰ1并与其固定连接；通过抱箍结合嵌入式浇注或者靠摩擦力进行固定连接，能实现发明目的，保证结构整体的稳定性。
本实施例中，所述柱状炉架28设置环形凸台28c，所述转动套27置于环形凸台28c上与柱状炉架28在圆周方向转动配合，结构简单，能够较好的限制转动套27向下的自由度，保证加热炉Ⅰ1的高度稳定，并能实现转动移开。
本发明在使用时，在镁合金晶粒细化实现过程中，以柱状炉架28为轴心转动并移开加热炉Ⅰ1，将托盘Ⅱ11拔出中心管座Ⅱ10，通过电机21驱动转轮21a，转轮释放拉索24，加热炉Ⅱ8下移，直到加热炉Ⅱ8的上口低于中心管座Ⅱ10，将中心管Ⅱ9拔出，将另一托盘沿径向***中心管座Ⅱ10，将放好试样的坩埚放置在中心管座Ⅱ10内置于托盘上，将中心管Ⅱ9***中心管座Ⅱ10并用于径向限制坩埚，移动加热炉Ⅱ8上升，使坩埚位于加热炉Ⅱ8底，盖上加热炉Ⅱ8炉盖；将熔炼试样加热到合适的温度，将加热炉Ⅱ8下移并抽掉托盘，熔体自由下落到淬火槽内，使淬火液的表面高于镁合金熔体的最高表面进行淬火，冷却到室温得到晶粒细化镁合金。
镁合金控温凝固的实现过程，打开加热炉Ⅰ1炉盖，将托盘Ⅰ4插好，将放好试样的坩埚29放置托盘Ⅰ4上，将中心管Ⅰ30***中心管座Ⅰ2并用于径向限制坩埚29，盖上加热炉Ⅰ1炉盖；将熔炼试样在加热炉Ⅰ1内加热到合适的熔炼温度，同时将加热炉Ⅱ8加热到合适的温度，以保证冷却速度；当加热炉Ⅱ8达到要求的温度后，径向拔出加热炉Ⅰ1的托盘Ⅰ4，使坩埚29落入在加热炉Ⅱ8的中心管Ⅱ9并置于托盘Ⅱ11上，直到凝固达到研究所需要的固体百分比时，拔出托盘Ⅱ11，坩埚29通过下料管落入的淬火槽20内，获得所需要的一定凝固速度条件下的淬火试样，同样过程，坩埚29通过下料管不落入的淬火槽20内，则可以获得非淬火试样。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于：包括竖直设置的柱状炉架和位于柱状炉架旁由上到下依次同轴设置的加热炉I、加热炉II以及淬火槽，所述加热炉I以可绕柱状炉架轴线转动的方式设置于柱状炉架，加热炉II以可上下滑动的方式设置于柱状炉架；
加热炉I底部向上与加热炉I同心固定设置一中心管I，加热炉II底部向上与加热炉II同心固定设置一中心管II，加热炉II底部向下同心设置下料管，所述下料管下端正对淬火槽，所述中心管I与中心管II之间管口相对且通过可径向滑动的托盘I隔开，中心管II与下料管之间管口相对且通过可径向滑动的托盘II隔开；加热炉I底部设置用于连通中心管I与中心管II的竖直通孔，所述竖直通孔直径小于中心管I外径；
中心管I通过位于加热炉I底部并外套于中心管I的中心管座I设置，托盘I沿径向穿入中心管座I置于中心管I底部将中心管I和中心管II隔开；中心管II通过位于加热炉II底部并外套于中心管II的中心管座II设置，托盘II沿径向穿入中心管座II置于中心管II底部将中心管II和下料管隔开；托盘I沿径向设置延伸出加热炉I的操作臂I，操作臂I的外端部与加热炉I之间连接有拉簧I；托盘II沿径向设置延伸出加热炉II的操作臂II，操作臂II的外端部与加热炉II之间连接有拉簧II。
2.根据权利要求1所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于：所述柱状炉架在圆周方向转动配合外套有转动套，所述加热炉I与转动套固定连接；所述柱状炉架沿竖直方向设置T形滑槽，T形滑槽内以可沿竖直方向往复滑动的方式竖直嵌有条状T形滑块，所述加热炉II连接于T形滑块。
3.根据权利要求2所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于：所述柱状炉架位于T形滑槽上部设置第一定滑轮，与第一定滑轮相对于柱状炉架横向对称设置第二定滑轮，柱状炉架与第一定滑轮和第二定滑轮对应设置横向贯穿的过索孔，一拉索穿过过索孔且分别绕过第一定滑轮和第二定滑轮一端连接T形滑块，另一端连接通过一电机驱动的转轮。
4.根据权利要求3所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于：所述下料管外套有固定设置于柱状炉架的支撑管，支撑管顶部设置嵌入加热炉II底并可向上活动的隔热块，所述中心管座II设置在隔热块上，所述下料管穿过隔热块与隔热块固定并与中心管II连通。
5.根据权利要求4所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于：所述加热炉I与加热炉II之间设置隔热层，所述隔热层设置用于连通中心管I和中心管II的孔。
6.根据权利要求5所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于：所述柱状炉架外套有通过顶丝固定的固定套，所述支撑管通过固定于固定套的悬臂梁支撑；与所述T形滑块固定设置加热炉托盘，所述加热炉II置于加热炉托盘上。
7.根据权利要求6所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于：与所述转动套固定连接设置抱箍套，所述抱箍套外套于加热炉I并与其固定连接。
8.根据权利要求6所述的复合式镁合金熔炼实验装置，其特征在于：所述柱状炉架设置环形凸台，所述转动套置于环形凸台上与柱状炉架在圆周方向转动配合。
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