專利名稱：一種用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于冶金工具技術領域，涉及一種適用于滿足ITER用內錫 法Nb3Sn股線生產需要的Sn基Sn-Ti合金熔煉用澆注模具。
背景技術：
Nb3Sn超導股線由于具有優異的高場性能而被廣泛應用于各種高場領 域。在內錫法Nb3Sn股線中添加元素Ti可提高熱處理時Nb3Sn相的形成速 率進而提高其高場性能，另外Ti元素的添加提高了錫基體的強度有利于股 線的長線加工。在Nb3Sn股線制備過程中添Ti的方式有多種，目前普遍采 用含Ti的Sn基合金代替純Sn達到添Ti的目的。日本和美國的技術采用無 攪拌的微波爐做熔煉手段，以Sn和純Ti片做原料，鑄鐵或不銹鋼和Cu模 做澆注模；中國技術采用具有電磁攪拌功能的中頻感應爐作為熔煉手段，用 Sn-Ti中間合金代替純Ti片，用冷卻能力好的水冷銅模作為澆注模具。但由 于純Sn與Ti熔點、密度(Tmsn-231.9。C和TmTi=1668.0°C、 pSn=7.27g/cm3 和PT尸4.51g/cm3)的巨大差異，為了制備滿足內錫法Nb3Sn超導股線制備需 要，在Sn-Ti合金的熔煉與澆鑄過程必須在高溫1400 1500'C甚至更高階段 完成，所以無論是鑄鐵、不銹鋼還是銅澆鑄模在澆鑄過程都極易損壞，導致 材料的制作成本增加，而且效率不高，不適合工業化生產。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具，避免了高溫熔融金屬液體對水冷銅模主體內壁的沖刷，并且容易脫模。
本實用新型所采用的技術方案是，用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具，包
括水冷銅模主體、與水冷銅模主體底部固連的水冷銅模底座，水冷銅模底座 的兩端部分別設置有底座進水口和底座出水口，水冷銅模主體的側壁由內壁 和外壁組成，內、外壁之間形成空腔，水冷銅模主體靠近上端和靠近下端處 分別設置有與空腔相通的主體出水口和主體進水口，水冷銅模主體上端放置 有石墨澆注帽口，石墨澆注帽口下端部的內徑小于上端部的內徑，并且石墨 澆注帽口下端部出口的內徑小于水冷銅模主體內壁的內徑。 本發明的特征還在于-
石墨澆注帽口下端部出口的內徑為水冷銅模主體內壁內徑的1/2。 水冷銅模主體內壁為上大下小的圓錐臺形。
本實用新型的模具，采用上端大、下端小的石墨澆注帽口，并且石墨澆 注帽口的下端開口處與水冷銅模主體的內壁不接觸，使得高溫熔融金屬液體 直接澆鑄于帶有石墨底墊的水冷銅模底座上，而不會沖刷水冷銅模主體的內 壁，保護了水冷銅模主體，增加了其使用壽命。
圖1是本實用新型模具的結構示意圖。
圖中，1.石墨澆注帽口， 2.水冷銅模主體，3水冷銅模底座，4.主體出 水口， 5.主體進水口， 6.底座進水口， 7.底座出水口， 8.空腔。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。 本實用新型澆注模具的結構如圖1所示，用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模 具，包括設置有底座進水口 6和底座出水口 7的水冷銅模底座3，在水冷銅模底座3上固定有內壁直徑上大下小的水冷銅模主體2，水冷銅模主體2的 內壁與外壁之間形成空腔，在水冷銅模主體2外壁的上端開有與空腔8相連 的主體出水口 4，在水冷銅模主體2外壁的下端開有與空腔8相連的主體進 水口 5，在水冷銅模主體2的頂端還固定有石墨澆注帽口 1，石墨澆注帽口 1 內部呈"漏斗"型，石墨澆注帽口 1的下端開口處的內徑要小于水冷銅模主 體2的內徑的1/2，并且石墨澆注帽口 1的下端開口處與水冷銅模主體2的 內壁有一定距離。
將原料置于坩鍋中，當溫度升至原料完全熔化，保溫精練一段時間后， 通過石墨澆注帽口 1將原料澆注于水冷銅模主體2中，得到Sn-Ti合金鑄錠。 采用非對稱式"漏斗狀"的石墨澆注帽口 1，石墨澆注帽口 1的下端開口與 水冷銅模主體2內壁之間有一定距離，高溫熔融金屬液體直接澆鑄于帶有石 墨底墊的水冷銅模底座3上，從而有效避免了高溫熔融金屬液體對水冷銅模 主體2內壁的沖刷，保護了水冷銅模主體2，增加了其使用壽命。水冷銅模 主體2的內壁直徑上大下小，使得脫模容易，延長了模具使用壽命，降低了 生產成本。并且采用本實用新型模具獲得的Sn-Ti合金錠其Sn /Ti顆粒細小 且很好的彌散于Sn基體中，能夠滿足ITER用Nb3Sn股線批量生產需要。
權利要求1.一種用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具，包括水冷銅模主體(2)、與水冷銅模主體(2)底部固連的水冷銅模底座(3)，水冷銅模底座(3)的兩端部分別設置有底座進水口(6)和底座出水口(7)，其特征在于，所述的水冷銅模主體(2)的側壁由內壁和外壁組成，內、外壁之間形成空腔(8)，所述水冷銅模主體(2)靠近上端和靠近下端處分別設置有與空腔(8)相通的主體出水口(4)和主體進水口(5)，所述的水冷銅模主體(2)上端放置有石墨澆注帽口(1)，石墨澆注帽口(1)下端部的內徑小于上端部的內徑，并且石墨澆注帽口(1)下端部出口的內徑小于水冷銅模主體(2)內壁的內徑。
2. 按照權利要求1所述的澆注模具，其特征在于，所述石墨澆注帽口(l) 下端部出口的內徑為水冷銅模主體(2)內壁內徑的1/2。
3. 按照權利要求1所述的澆注模具，其特征在于，所述水冷銅模主體(2) 內壁為上大下小的圓錐臺形。
專利摘要本實用新型公開了一種用于Sn-Ti合金熔煉的澆注模具，包括水冷銅模主體、與水冷銅模主體底部固連的水冷銅模底座，水冷銅模底座的兩端部分別設置有底座進水口和底座出水口，水冷銅模主體的側壁由內壁和外壁組成，內、外壁之間形成空腔，水冷銅模主體靠近上端和靠近下端處分別設置有與空腔相通的主體出水口和主體進水口，水冷銅模主體上端放置有石墨澆注帽口，石墨澆注帽口下端部的內徑小于上端部的內徑，并且石墨澆注帽口下端部出口的內徑小于水冷銅模主體內壁的內徑。使得高溫熔融金屬液體直接澆鑄于帶有石墨底墊的水冷銅模底座上，而不會沖刷水冷銅模主體的內壁，保護了水冷銅模主體，增加了其使用壽命。
文檔編號B22C9/06GK201300191SQ20082022265
公開日2009年9月2日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年11月27日
發明者劉建偉, 唐先德, 孫霞光, 李春廣, 管軍強, 肖成舉 申請人:西部超導材料科技有限公司