專利名稱：一種制備超磁致伸縮合金棒材的鑄造銅模具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種真空感應熔煉法制備合金時所需的鑄造模具，屬于材料加工工程領域的模具制造技術。
背景技術：
超磁致伸縮材料的熔煉一般都是用電弧熔煉或者感應熔煉。電弧熔煉不需澆鑄，也無需模具，煉出的材料體積很小，俗稱紐扣錠。而感應熔煉一定要澆鑄到模具中。傳統的模具都是簡單的紫銅模具或者水冷金屬銅模具。傳統紫銅模具結構簡單，冷卻能力有限，因此鑄造出的合金棒材顯微組織粗大，性能較差。水冷金屬銅模具雖然冷卻能力強，但容易滲水、漏水，造成真空爐中水分增加，破壞真空環境。同時水冷模具造成真空爐結構復雜，制造困難，大大增加設備成本。經查閱文獻，昆明市宜良化工設備鑄造廠李家元、胡少波公布了一種銅冶煉時所需的帶加強筋的Q235低碳鋼金屬模具，(中國，實用新型專利，公告號202539474U)該技術中鋼模具周圍增加了加強筋散熱冷卻，從而想細化鑄造合金棒材的晶粒。由于鋼的傳熱系數比銅小很多，鋼模具本身散熱激冷效果比銅模具差很多。另外，采用加強筋主要是增加強度，散熱效果很有限。進一步檢索文獻發現，蘭州理工大學張艷龍等人采用水冷銅模具制備了 Fe82Gal8合金，(張艷龍，丁雨田，胡勇，劉芬霞，王球.Fe82Gal8合金的磁致伸縮效應及顯微組織研究,鑄造技術,2008，12:1703-1707)。綜合分析已經公布的制備超磁致伸縮合金技術得知，現有的技術存在以下難以克服的缺點:I傳統的 鑄造金屬模具時，冷卻速度小，晶粒粗大，難以提高磁致伸縮系數。I如果采用水冷模具，模具易漏水，造成真空設備的真空環境的破壞。水冷模具造成真空爐結構復雜，制造困難，大大增加設備成本。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種大體積、大底座銅金屬模具，能有效地大幅度增加感應熔煉超磁致伸縮材料時合金鑄錠的結晶冷卻速度，從而達到細化晶粒，減少合金組織疏松，提高合金鑄錠組織性能的目的。可以解決傳統的制備方法制備的Fe-Ga合金磁致伸縮性能不高、鑄造性能欠佳等缺點。本實用新型所述一種制備超磁致伸縮合金棒材的鑄造銅模具結構包括冷卻銅模、大底座銅模和圓柱形導熱桿；冷卻銅模裝配在大底座銅模內，采用緊密配合，大底座銅模底部設有排氣孔；圓柱形導熱桿裝配在大底座的兩側面，采用非對稱分布，圓柱形導熱桿直徑可以為20_，其個數8 10個。金屬液進入冷卻銅模中，由于冷卻銅模與大底座銅模之間采用緊密配合，連接緊密，且存在較大的溫度梯度，因此很容易將金屬液的熱量傳遞給大底座銅模中，金屬液迅速得到冷卻，而分布在大底座銅模兩側邊的圓柱形導熱桿進一步將大底座銅模中的熱量引入桿中，最終熱量得到均勻的散發，不僅細化了晶粒，而且得到的晶粒尺寸更加均勻。本實用新型的有益效果是:本實用新型提供了一種制備超磁致伸縮合金棒材的鑄造銅模具由于金屬的熱傳導能力比水冷降溫速度快很多，這種模具制備的合金由于冷卻速度快，使合金更多的保持了液態金屬無序的相結構，大幅提高磁致伸縮性能。與現有技術比較，本實用新型所制備的合金晶粒細小，成分均勻且鑄造性能顯著提高。非對稱分布的導熱桿可以將大底座銅模中的熱量分散且均勻的引入桿中。不僅可以細化晶粒，而且可以使晶粒的大小均勻，顯著提高合金的綜合性能。
圖1是本實用新型所述制備超磁致伸縮合金棒材的鑄造銅模具的結構正視圖；其中:1.冷卻銅模2.大底座銅模3.圓柱形導熱桿；圖2是本實用新型所述制備超磁致伸縮合金棒材的鑄造銅模具的結構俯視圖。
具體實施方式
本實用新型提供一種制備超磁致伸縮合金棒材的鑄造銅模具，其結構包括冷卻銅模、大底座銅模和圓柱形導熱桿；
冷卻銅模裝配在大底座銅模內，采用緊密配合，大底座銅模底部設有排氣孔；圓柱形導熱桿裝配在大底座的兩側面，采用非對稱分布，圓柱形導熱桿直徑可以為20_，其個數8 10個。金屬液進入冷卻銅模中，由于冷卻銅模與大底座銅模之間采用緊密配合，連接緊密，且存在較大的溫度梯度，因此很容易將金屬液的熱量傳遞給大底座銅模中，金屬液迅速得到冷卻，而分布在大底座銅模兩側邊的圓柱形導熱桿進一步將大底座銅模中的熱量引入桿中，最終熱量得到均勻的散發，不僅細化了晶粒，而且得到的晶粒尺寸更加均勻。
權利要求1.一種制備超磁致伸縮合金棒材的鑄造銅模具，其特征在于:所述模具結構包括冷卻銅模、大底座銅模和圓柱形導熱桿； 冷卻銅模裝配在大底座銅模內，采用緊密配合，大底座銅模底部設有排氣孔；圓柱形導熱桿裝配在大底座的兩側面，采用非對稱分布，圓柱形導熱桿直徑可以為20mm，其個數8 10個。
專利摘要一種制備超磁致伸縮合金棒材的鑄造銅模具，由冷卻銅模、大底座銅模和圓柱形導熱桿組成，冷卻銅模與大底座銅模之間采用緊密配合，導熱桿采用圓柱形，裝配在大底座的兩側面，導熱桿采用非對稱分布，以利于熱量均勻散發。大底座銅模底部帶有排氣孔。雙層銅模具和導熱桿都以紫銅為材料。本實用新型可大幅提高合金鑄錠的結晶冷卻速度，從而達到細化晶粒，減少合金組織疏松，提高合金鑄錠組織性能的目的，同時由于冷卻速度快,使合金更多的保持了液態金屬無序的相結構，不僅大幅提高磁致伸縮性能，而且可以細化晶粒，使晶粒的大小均勻，顯著提高合金的綜合性能。
文檔編號B22C9/06GK203140694SQ20132014840
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者晏建武, 羅亮, 彭阿芳, 安家菊, 雷夢, 徐國棟, 李水濤, 張晨曙, 何翠群, 楊艷艷, 王歡 申請人:南昌工程學院