一种智能真空定向凝固装置
技术领域
本实用新型涉及定向凝固领域，尤其涉及一种智能真空定向凝固装置。
背景技术
定向凝固，又称为定向结晶，是指使金属或合金在熔体中定向生长晶体的一种工艺方法。定向凝固技术是在铸型中建立特定方向的温度梯度，使熔融合金沿着热流相反方向，按要求的结晶取向进行凝固铸造的工艺。它能大幅度地提高高温合金综合性能。
定向凝固是在凝固过程中采用强制手段，在凝固金属样未凝固熔体中建立起沿特定方向的温度梯度，从而使熔体在器壁上形核后沿着与热流相反的方向，按要求的结晶取向进行凝固的技术。该技术最初是在高温合金的研制中建立并完善起来的。采用、发展该技术最初是用来消除结晶过程中生成的横向晶界，从而提高材料的单向力学性能。
但是由于传统的定向凝固装置还存在着一些不足之处，传统的定向凝固装置大多采用石英坩埚下拉的方式使金属材料定向凝固，但是现有的定向凝固装置的冷却机构还存在着冷却效率不高，冷却不彻底的现象，则当下拉石英坩埚的时候，会散出大量的热气，从而影响到周围的设备，因此本实用新型提供一种智能真空定向凝固装置来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种智能真空定向凝固装置，以解决上述技术问题。
本实用新型为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：一种智能真空定向凝固装置，包括控制机构、定向凝固机构和固定机构，其特征在于：
所述控制机构包含有操作台与控制器，所述控制器固定在所述操作台的顶部，所述操作台的一侧固定有固定底座，所述固定底座的顶部设置有真空抽气泵与驱动电机；所述定向凝固机构包含有高温凝固炉体与耐高温底板，所述耐高温底板的顶部通过螺杆与固定底座的内部滑动连接，所述耐高温底板的顶部中间位置处与所述高温凝固炉体的内侧顶部均设置有冷却机构，两个所述冷却机构之间固定有石英坩埚，所述高温凝固炉体的内侧壁上设置有电加热机构，且高温凝固炉体的内部设置有保温材料；所述固定机构包含有限位块与卡槽，所述卡槽开设在高温凝固炉体的底部内侧，所述限位块设置在耐高温底板的顶部。
优选的，所述螺杆的外侧位于固定底座的顶部螺纹套接有螺旋套环，且螺旋套环的外侧通过皮带与驱动电机传动连接，所述真空抽气泵的顶部通过连通管连通到高温凝固炉体的内部。通过驱动电机能够带动螺旋套环转动，螺旋套环能够带动螺杆上下移动，从而带动耐高温底板上下移动，并带动石英坩埚上下移动。
优选的，所述石英坩埚的外侧螺旋缠绕到冷却管，且冷却管的一端连接到高温凝固炉体的内侧顶部的冷却机构，其另一端连接到耐高温底板的顶部中间位置处的冷却机构上。冷却管均匀的缠绕在石英坩埚的外侧，能够使得石英坩埚冷却的更加均匀和彻底。
优选的，所述卡槽与限位块均为“T”型结构，且卡槽与限位块卡合连接，所述卡槽与限位块的外侧均套接有耐高温密封圈。耐高温密封圈的设置能够使得卡块与限位块之间连接的更加紧密。
优选的，所述控制器的输出端分别与真空抽气泵、驱动电机与控制器的输入端电性连接。
优选的，所述连通管采用耐高温管。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型中，首先，高温凝固炉体的内部与耐高温底板上均固定有冷却机构，且两个冷却机构之间固定有石英坩埚，同时石英坩埚的外侧螺旋式缠绕有冷却管，则通过两个冷却机构与螺旋式缠绕的冷却管，能够使得石英坩埚内部的金属溶体冷却的效率更高，同时石英坩埚冷却的更加均匀，彻底，防止造成某一部分未冷却，影响定向凝固的效果，其次，通过控制操作台上的控制器能够对驱动电机、冷却机构与真空抽气泵进行实时控制，从而对该定向凝固装置进行实时控制，从而实现智能化设置，因此能够提高金属溶体凝固的效率，且自动化程度高，运行平稳，操作方便。
附图说明
图1为本实用新型一种智能真空定向凝固装置的内部结构示意图；
图2为本实用新型一种智能真空定向凝固装置的结构示意图；
图3为本实用新型一种智能真空定向凝固装置的流程框图；
附图标记：1、操作台；2、控制器；3、驱动电机；4、保温材料；5、电加热机构；6、高温凝固炉体；7、连通管；8、真空抽气泵；9、固定底座；10、螺杆；11、耐高温底板；12、冷却机构；13、冷却管；14、石英坩埚；15、卡槽；16、限位块；17、耐高温密封圈；18、螺旋套环。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图描述本实用新型的具体实施例。
实施例1
如图1-2所示，一种智能真空定向凝固装置，包括控制机构、定向凝固机构和固定机构，控制机构包含有操作台1与控制器2，控制器2固定在操作台1的顶部，操作台1的一侧固定有固定底座9，固定底座9的顶部设置有真空抽气泵8与驱动电机3；定向凝固机构包含有高温凝固炉体6与耐高温底板11，耐高温底板11的顶部通过螺杆10与固定底座9的内部滑动连接，耐高温底板11的顶部中间位置处与高温凝固炉体6的内侧顶部均设置有冷却机构12，两个冷却机构12之间固定有石英坩埚14，高温凝固炉体6的内侧壁上设置有电加热机构5，且高温凝固炉体6的内部设置有保温材料4；固定机构包含有限位块16与卡槽15，卡槽15开设在高温凝固炉体6的底部内侧，限位块16设置在耐高温底板11的顶部。
螺杆10的外侧位于固定底座9的顶部螺纹套接有螺旋套环18，且螺旋套环18的外侧通过皮带与驱动电机3传动连接，真空抽气泵8的顶部通过连通管7连通到高温凝固炉体6的内部。石英坩埚14的外侧螺旋缠绕到冷却管13，且冷却管13的一端连接到高温凝固炉体6的内侧顶部的冷却机构12，其另一端连接到耐高温底板11的顶部中间位置处的冷却机构12上。卡槽15与限位块16均为“T”型结构，且卡槽15与限位块16卡合连接，卡槽15与限位块16的外侧均套接有耐高温密封圈17。
使用时，首先将金属材料放置到石英坩埚14的内部，然后通过控制器2操作驱动电机3带动螺旋套环18转动，从而通过螺杆10带动耐高温底板11向上移动，从而将耐高温底板11上的限位块16固定到卡槽15内，从而能够将石英坩埚14移动到高温凝固炉体6的内部，此时通过控制器2操作真空抽气泵8将高温凝固炉体6抽成真空状态，然后高温凝固炉体6内部的电加热机构5能够对石英坩埚14进行加热，从而使得石英坩埚14内部的金属材料熔化成溶体状态，然后关闭真空抽气泵8，并向高温凝固炉体6内部充入氩气，然后通过冷却机构12将冷凝液注入到冷却管13从而对石英坩埚14内部的金属溶体进行冷却凝固，冷却凝固过后，将冷却机构12关闭即可。
实施例2
如图1-3所示，一种智能真空定向凝固装置，包括控制机构、定向凝固机构和固定机构，控制机构包含有操作台1与控制器2，控制器2固定在操作台1的顶部，操作台1的一侧固定有固定底座9，固定底座9的顶部设置有真空抽气泵8与驱动电机3；定向凝固机构包含有高温凝固炉体6与耐高温底板11，耐高温底板11的顶部通过螺杆10与固定底座9的内部滑动连接，耐高温底板11的顶部中间位置处与高温凝固炉体6的内侧顶部均设置有冷却机构12，两个冷却机构12之间固定有石英坩埚14，高温凝固炉体6的内侧壁上设置有电加热机构5，且高温凝固炉体6的内部设置有保温材料4；固定机构包含有限位块16与卡槽15，卡槽15开设在高温凝固炉体6的底部内侧，限位块16设置在耐高温底板11的顶部。
螺杆10的外侧位于固定底座9的顶部螺纹套接有螺旋套环18，且螺旋套环18的外侧通过皮带与驱动电机3传动连接，真空抽气泵8的顶部通过连通管7连通到高温凝固炉体6的内部。石英坩埚14的外侧螺旋缠绕到冷却管13，且冷却管13的一端连接到高温凝固炉体6的内侧顶部的冷却机构12，其另一端连接到耐高温底板11的顶部中间位置处的冷却机构12上。卡槽15与限位块16均为“T”型结构，且卡槽15与限位块16卡合连接，卡槽15与限位块16的外侧均套接有耐高温密封圈17。控制器2的输出端分别与真空抽气泵8、驱动电机3与控制器2的输入端电性连接。连通管7采用耐高温管。
高温凝固炉体6的内部设置有保温材料4，保温材料4的设置能够防止高温凝固炉体6内部的温度散出，限位块16与卡槽15能够卡合配套连接，且限位块16与卡槽15的外侧均设置有耐高温密封圈17，则耐高温密封圈17的设置能够使得耐高温底板11与高温凝固炉体6之间的连接更加密封，防止其高温凝固炉体6内部的高温散出。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
