一种纽扣炉铜坩埚及纽扣炉的制作方法

1.本实用新型涉及合金熔炼炉技术领域，尤其涉及一种纽扣炉铜坩埚及纽扣炉。


背景技术：

2.纽扣炉是用于熔炼高熔点金属或合金的设备之一。目前，普遍使用的纽扣炉铜坩锅炼制的试样基本为圆形或椭圆形，试样的直径≤100mm，试样的厚度≤12mm。由于上述熔炼制作的试样的直径和厚度较小，试样仅可做成分和硬度试验，而无法适用于采用拉力试验进行的材料屈服强度、抗拉强度及伸长率等材料性能指标的评定。
3.并且，现有还可通过热模拟分析仪测出试样的压缩强度，但是成本较高，周期较长，并且实用性不强、应用性不广，仅可以用于脆性建筑材料（如水泥、砖块等），并不常用于金属材料。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种纽扣炉铜坩埚及纽扣炉，用于解决现有技术中熔炼金属试样不适用于拉力试验、以及采用热模拟分析仪测量材料性能指标成本较高的问题。
5.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.第一方面，本实用新型实施例提供了一种纽扣炉铜坩埚包括试样盘，所述试样盘上开设有至少两个第一长条形试样槽和第二长条形试样槽，所述第二长条形试样槽的长度等于至少两个所述第一长条形试样槽的长度，所述第二长条形试样槽的宽度等于所述第一长条形试样槽的宽度，所述第二长条形试样槽的深度等于所述第一长条形试样槽的深度。
7.在本实用新型的一些实施例中，所述第一长条形试样槽的长度为100mm，所述第二长条形试样槽的长度为200mm.
8.在本实用新型的一些实施例中，所述第一长条形试样槽的宽度和所述第二长条形试样槽的宽度均为25mm。
9.在本实用新型的一些实施例中，所述第一长条形试样槽的深度和所述第二长条形试样槽的深度均大于或等于15mm。
10.在本实用新型的一些实施例中，所述纽扣炉铜坩埚还包括圆形试样槽，所述圆形试样槽开设在所述试样盘上。
11.在本实用新型的一些实施例中，所述试样盘上开设有两个所述圆形试样槽、两个所述第一长条形试样槽及一个所述第二长条形试样槽。
12.相较于现有技术，当采用上述纽扣炉铜坩埚制作试样时，可以先根据所需力学性能设计预设合金的成分进行配比和混料，再采用纽扣炉铜坩埚上的第一长条形试样槽熔炼短条形试锭，经两次或两次以上熔炼，均匀试锭成分。之后，可以将成分熔炼均匀好的短条形试锭移入长条形坩埚模具中的第二长条形试样槽内进行熔合，从而形成长度较长的长条形试锭。该长条形试锭不仅可以用于进行成分分析和硬度测试，而且还可以将长条形试锭加工成标准拉力棒试样进行拉力试验，从而获得材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率及断面
收缩率等材料性能指标。若该长条形试锭没达到预期数值，则重新进行配比和熔炼，重复上述的步骤。因此，本实用新型实施例的纽扣炉铜坩埚能够制作可以进行拉力试验的长条形试锭，成本较低。并且，纽扣炉铜坩埚先制作能够成分熔炼均匀好的短条形试锭，之后再将两个或多个短条形试锭在长度方向融合，从而在得到拉力试验所需长度的长条形试锭的基础上，该长条形试锭的成分均匀，测量的材料性能指标准确。
13.第二方面，本实用新型实施例提供了一种纽扣炉，包括上述实施例所述的纽扣炉铜坩埚。由于本实用新型实施例纽扣炉中的纽扣炉铜坩埚与上述实施例纽扣炉铜坩埚的结构相同，两者能够解决相同的技术问题，获得相同的技术效果，此处不在赘述。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型实施例纽扣炉铜坩埚的结构示意图之一；
16.图2为本实用新型实施例纽扣炉铜坩埚的结构示意图之二。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.在本实用新型的描述中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
20.参照图1和图2，本实用新型实施例的纽扣炉铜坩埚包括试样盘1，该试样盘1上开设有第一长条形试样槽11和第二长条形试样槽12。其中，第一长条形试样槽11为两个或两个以上。第二长条形试样槽12的长度等于两个第一长条形式样槽的长度，或者，第二长条形试样槽12的长度等于三个或三个以上的第一长条形式样槽的长度。而第二长条形试样槽12的宽度等于第一长条形试样槽11的宽度，第二长条形试样槽12的深度等于第一长条形试样槽11的深度。
21.相较于现有技术，当采用上述纽扣炉铜坩埚制作试样时，可以先根据所需力学性能设计预设合金的成分进行配比和混料，再采用纽扣炉铜坩埚上的第一长条形试样槽11熔炼短条形试锭，经两次或两次以上熔炼，均匀试锭成分。之后，可以将成分熔炼均匀好的短
条形试锭移入长条形坩埚模具中的第二长条形试样槽12内进行熔合，从而形成长度较长的长条形试锭。该长条形试锭不仅可以用于进行成分分析和硬度测试，而且还可以将长条形试锭加工成标准拉力棒试样进行拉力试验，从而获得材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率及断面收缩率等材料性能指标。若该长条形试锭没达到预期数值，则重新进行配比和熔炼，重复上述的步骤。
22.因此，本实用新型实施例的纽扣炉铜坩埚能够制作可以进行拉力试验的长条形试锭，成本较低。并且，纽扣炉铜坩埚先制作能够成分熔炼均匀好的短条形试锭，之后再将两个或多个短条形试锭在长度方向融合，从而在得到拉力试验所需长度的长条形试锭的基础上，该长条形试锭的成分均匀，测量的材料性能指标准确。
23.需要说明的是，上述长条形试锭加工成标准拉力棒试样的制作方法可以为：先根据实际情况先对长条形试锭进行热锻造，改变长条形试锭的微观组织后，再用车床将长条形试锭加工成标准拉力棒试样。上述采用纽扣炉铜坩埚上的第一长条形试样槽11熔炼短条形试锭的熔炼过程包括：对纽扣炉熔炼舱进行抽真空，真空度达到预测值（如≤5pa）后，充入高纯氩气对第一长条形试样槽11内的短条形试锭进行熔炼。在上述多次熔炼过程中，每次熔炼前需对短条形试锭进行翻面操作。此外，在熔合好长条形试锭后，需待长条形试锭冷却10~15分钟后，再对纽扣炉熔炼舱进行破空操作，取出长条形试锭。
24.若上述第一长条形试样槽11的长度l1和第二长条形试样槽12的长度l2过短，制作的长条形试锭的长度过短，无法满足上述后续拉力实验所需的材料性能测试所需长条形试锭的尺寸。若上述第一长条形试样槽11的长度l1和第二长条形试样槽12的长度l2过长，短条试锭成分不易均匀，需要经过多次锻造。因此，本实用新型实施例中的第一长条形试样槽11的长度l1为100mm，第二长条形试样槽12的长度l2为200mm。从而，在经两次或两次以上熔炼，可以均匀短条试锭的成分，熔炼速度快，降低成本。
25.同理，若上述第一长条形试样槽11的宽度w1和第二长条形试样槽12的宽度w2过小，制作的长条形试锭的宽度过小，无法满足上述后续成分分析、硬度测试及拉力实验所需的材料性能测试所需长条形试锭的尺寸。若上述第一长条形试样槽11的宽度w1和第二长条形试样槽12的宽度w2过大，短条试锭成分不易均匀，需要经过多次锻造。因此，本实用新型实施例中的第一长条形试样槽11的宽度w1和所述第二长条形试样槽12的宽度w2均为25mm，可以满足上述后续成分分析、硬度测试及拉力实验所需的材料性能测试所需长条形试锭的尺寸，且锻造速度快。
26.类似的，若上述第一长条形试样槽11的深度d1和第二长条形试样槽12的深度d2过小，无法满足上述后续成分分析、硬度测试及拉力实验所需的材料性能测试所需长条形试锭的尺寸。因此，本实用新型实施例中的第一长条形试样槽11的深度d1和第二长条形试样槽12的深度d2均大于或等于15mm，以制作能够满足后续实验所需尺寸的长条形试锭。
27.此外，本实用新型实施例的纽扣炉铜坩埚还包括圆形试样槽13，该圆形试样槽13开设在试样盘1上。该圆形试样槽13还可以用于制作一些圆形的试样锭，以满足制作不同形状试样锭的需求。
28.基于以上，在本实用新型实施例的纽扣炉铜坩埚中，试样盘1上的第一长条形试样槽11的数量、第二长条形试样槽12的数量及圆形试样槽13的数量均可以为多种组合方式，具体可根据试样盘1的尺寸和技术要求选择。在本实用新型的一些实施例中，上述试样盘1
上开设有两个圆形试样槽13、两个第一长条形试样槽11及一个第二长条形试样槽12，如图1所示，该试样盘1可以在满足制作不同形状试样锭的需求的基础上，试样盘1的尺寸较小，试样盘1的制作成本较低。
29.本实用新型实施例还包括一种纽扣炉，包括上述实施例所述的纽扣炉铜坩埚。由于本实用新型实施例纽扣炉中的纽扣炉铜坩埚与上述实施例纽扣炉铜坩埚的结构相同，两者能够解决相同的技术问题，获得相同的技术效果，此处不在赘述。
30.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
31.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种纽扣炉铜坩埚，其特征在于，包括试样盘，所述试样盘上开设有：至少两个第一长条形试样槽；第二长条形试样槽，所述第二长条形试样槽的长度等于至少两个所述第一长条形试样槽的长度，所述第二长条形试样槽的宽度等于所述第一长条形试样槽的宽度，所述第二长条形试样槽的深度等于所述第一长条形试样槽的深度。2.根据权利要求1所述的纽扣炉铜坩埚，其特征在于，所述第一长条形试样槽的长度为100mm，所述第二长条形试样槽的长度为200mm。3.根据权利要求1中所述的纽扣炉铜坩埚，其特征在于，所述第一长条形试样槽的宽度和所述第二长条形试样槽的宽度均为25mm。4.根据权利要求1所述的纽扣炉铜坩埚，其特征在于，所述第一长条形试样槽的深度和所述第二长条形试样槽的深度均大于或等于15mm。5.根据权利要求1~4中任一项所述的纽扣炉铜坩埚，其特征在于，所述纽扣炉铜坩埚还包括：圆形试样槽，所述圆形试样槽开设在所述试样盘上。6.根据权利要求5所述的纽扣炉铜坩埚，其特征在于，所述试样盘上开设有两个所述圆形试样槽、两个所述第一长条形试样槽及一个所述第二长条形试样槽。7.一种纽扣炉，其特征在于，包括上述权利要求1-6中任一项所述的纽扣炉铜坩埚。

技术总结
本实用新型公开一种纽扣炉铜坩埚及纽扣炉，涉及合金熔炼炉技术领域，用于解决现有技术中熔炼金属试样不适用于拉力试验、以及采用热模拟分析仪测量材料性能指标成本较高的问题。本实用新型的纽扣炉铜坩埚包括试样盘，所述试样盘上开设有至少两个第一长条形试样槽和第二长条形试样槽，所述第二长条形试样槽的长度等于至少两个所述第一长条形试样槽的长度，所述第二长条形试样槽的宽度等于所述第一长条形试样槽的宽度，所述第二长条形试样槽的深度等于所述第一长条形试样槽的深度。深度等于所述第一长条形试样槽的深度。深度等于所述第一长条形试样槽的深度。


技术研发人员：史亚鸣 蒋泰旭 韩梅
受保护的技术使用者：云南钛业股份有限公司
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2022/5/25