一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统及方法

1.本发明属于永磁材料制备技术领域，涉及一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统及方法。

背景技术：

2.铝镍钴永磁材料凭借高的使用温度、优异的温度稳定性、良好的力学及耐蚀性等综合性能，已经广泛应用于仪器仪表、行波管、传感器等重要领域。随着武器装备的迭代更新，重要器件对铝镍钴永磁体的磁稳定性提出了更高的要求。铝镍钴永磁材料制备工艺主要有两种方法：粉末冶金工艺及铸造工艺。根据铝镍钴永磁材料一致转动的磁性机理及体心立方结构的特性可知，铝镍钴永磁体中弥散分布的纳米析出相与高稳定性密切相关，同时，良好的柱状晶结构是获得弥散分布纳米析出相的重要前提。
3.因此，迫切需要解决高稳定性铝镍钴永磁体在定向铸造条件下柱状晶调控的难题，常规铝镍钴永磁体的铸造工艺是将熔化的合金液浇入模具中，保温一段时间后获得具有柱状晶结构的铸锭。
4.例如一种公开号为cn103266257a的发明专利，提供了一种低温度系数铝镍钴永磁合金及其制备方法，在大气环境下，将熔化的合金液浇入底部有冷却铁板的高温铸型中，保温一段时间后获得具有柱状晶结构的铸锭。该方法为大气条件下的熔炼方式，铸锭中容易出现氧化渣等杂质，除渣过程复杂且杂质使得铸锭中晶粒为细晶、柱状晶及等轴晶的组合结构，降低了磁体柱状晶结构的均匀性。
5.例如一种公开号为cn111364096a的发明专利，提供了一种基底触发单晶高温合金定向凝固工艺，通过种植与合金晶体学特征匹配的单晶基底材料，利用上下两个不同温度炉膛及引晶杆可变抽拉速率调节合金凝固速度，获得大尺寸的单晶或柱状晶。该方法中种植单晶过程复杂，成本较高，仅通过上下两个不同温度保温炉膛及引晶杆可变抽拉速率调控温凝固速率的方法或许可以获得适合高温合金的单晶或大尺寸晶粒铸锭，但难以精确获得具有高取向度粗大柱状晶结构的铝镍钴永磁材料的铸锭。
6.综上所述，虽然现有的一些技术方案存在着磁体柱状晶结构均匀性较低的问题，具有较大的改进空间。

技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，还提出了一种方法。
8.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，包括：
9.真空组件，其包括壳体以及真空泵，所述壳体设置有工作腔，所述真空泵与所述壳体连接并可将所述工作腔抽为真空；
10.熔炼组件，其包括熔炼坩埚、第一加热组件以及转动杆，所述熔炼坩埚以及所述第
一加热组件均设置于所述工作腔内，所述第一加热组件与所述熔炼坩埚连接并可为所述熔炼坩埚加热，所述转动杆的一端与所述熔炼坩埚连接，所述转动杆的另一端穿出所述壳体并形成手柄；
11.定向凝固组件，其包括定向凝固模具以及第二加热组件，所述定向凝固模具以及所述第二加热组件均设置于所述工作腔内，所述手柄可通过所述转动杆驱动所述熔炼坩埚相对于所述壳体转动并将所述熔炼坩埚的合金液倒入所述定向凝固模具，所述第二加热组件与所述定向凝固模具连接并可为所述定向凝固模具加热。
12.在上述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统中，还包括冷却组件，所述冷却组件包括导热板以及制冷机，所述导热板设置于所述工作腔内并与所述定向凝固模具连接，所述导热板内部设置有冷却通道，所述制冷机与所述冷却通道连通并可冷却所述冷却通道的冷却液。
13.在上述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统中，所述第二加热组件包括至少两个加热单元，各个所述加热单元沿所述定向凝固组件的高度方向分布并且各个所述加热单元分别设置有温控系统。
14.在上述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统中，所述定向凝固组件还包括中间包，所述中间包设置于所述工作腔内，所述转动杆可驱动所述熔炼坩埚相对于所述壳体转动并对准所述中间包的进口，所述中间包的出口位于所述定向凝固模具的上方。
15.在上述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统中，所述第一加热组件包括感应线圈，所述感应线圈包围所述熔炼坩埚。
16.在上述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统中，所述中间包出口的直径小于所述中间包进口的直径。
17.其次，一种方法，包括所述的制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，还包括步骤：
18.s1：将原材料按照配比放入熔炼坩埚，通过真空泵对工作腔进行抽真空；
19.s2：通过感应线圈将熔炼坩埚加热至一定温度并将金属熔化为合金液，将中间包加热至一定温度，通过加热单元将定向凝固模具加热至一定温度；
20.s3：通过手柄驱动熔炼坩埚相对于壳体转动并将熔炼坩埚的合金液倒入中间包，通过中间包引导合金液流入定向凝固模具；
21.s4：通过温控系统调节各个加热单元的温度，通过制冷机调节导热板内部冷却通道的温度，保温一段时间；
22.s5：解除真空环境，将具有柱状晶结构的铸锭从定向凝固模具中取出。
23.在上述的一种方法中，在步骤s4中，依据加热单元沿定向凝固组件由低到高的顺序控制对应的温控系统设置由短变长的保温时间。
24.在上述的一种方法中，在步骤s4中，加热单元保温的时间为5min-20min。
25.在上述的一种方法中，在步骤s2中，熔炼坩埚的加热温度为1600℃-1700℃；在步骤s3中，中间包的加热温度为1400℃-1600℃，加热单元的加热温度为1300℃-1700℃，冷却通道的温度为范围5℃-20℃。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
27.1、通过真空泵将工作腔制造形成真空条件，在真空条件下实现铝镍钴永磁材料晶粒的定向凝固，能够起到净化合金液、减少氧化渣的作用，提升铝镍钴永磁材料柱状晶结构的一致性。
28.2、可通过制冷机冷却导热板中冷却通道的冷却液以及通过各个温控系统分别控制沿定向凝固组件高度方向分布的加热单元，从而调控合金液中液固共存相温度梯度及合金液的凝固速度，获得具有高取向度柱状晶结构的铸锭。
29.3、中间包能引导倾倒的熔炼坩埚中的合金液进入定向凝固模具而减少合金液的飞溅，同时上大下小的结构能实现合金液匀速倒入定向凝固模具，保证其流速。
30.4、感应线圈包围熔炼坩埚，从而均匀地加热熔炼坩埚，使得合金液加热能够保持在接近的温度，防止局部温度过高或者过低。
附图说明
31.图1为本发明的真空定向凝固系统的结构示意图。
32.图2为本发明的定向凝固过程中柱状晶生长过程示意图。
33.图中，100、真空组件；110、壳体；111、工作腔；120、真空泵；200、熔炼组件；210、熔炼坩埚；220、第一加热组件；230、转动杆；231、手柄；300、定向凝固组件；310、定向凝固模具；320、第二加热组件；321、加热单元；330、中间包；400、冷却组件；410、导热板；411、冷却通道；420、制冷机；510、液相；520、液固共存相；530、固相。
具体实施方式
34.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
35.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
39.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替
代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
40.如图1、图2所示，一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，包括：真空组件100、熔炼组件200以及定向凝固组件300。
41.其中，真空组件100包括壳体110以及真空泵120，所述壳体110设置有工作腔111，所述真空泵120与所述壳体110连接并可将所述工作腔111抽为真空。
42.其中，熔炼组件200包括熔炼坩埚210、第一加热组件220以及转动杆230，所述熔炼坩埚210以及所述第一加热组件220均设置于所述工作腔111内，所述第一加热组件220与所述熔炼坩埚210连接并可为所述熔炼坩埚210加热，所述转动杆230的一端与所述熔炼坩埚210连接，所述转动杆230的另一端穿出所述壳体110并形成手柄231。
43.其中，定向凝固组件300包括定向凝固模具310以及第二加热组件320，所述定向凝固模具310以及所述第二加热组件320均设置于所述工作腔111内，所述手柄231可通过所述转动杆230驱动所述熔炼坩埚210相对于所述壳体110转动并将所述熔炼坩埚210的合金液倒入所述定向凝固模具310，所述第二加热组件320与所述定向凝固模具310连接并可为所述定向凝固模具310加热。
44.在本实施方式中，通过真空泵120将工作腔111制造形成真空条件，在真空条件下实现铝镍钴永磁材料结构的定向凝固，能够起到净化合金液、减少氧化渣的作用，提升铝镍钴永磁材料结构的均匀和一致性，从而提升铝镍钴永磁材料的稳定性。
45.如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，还包括冷却组件400，所述冷却组件400包括导热板410以及制冷机420，所述导热板410设置于所述工作腔111内并与所述定向凝固模具310连接，所述导热板410内部设置有冷却通道411，所述制冷机420与所述冷却通道411连通并可冷却所述冷却通道411的冷却液。
46.其中，导热板410为具有高导热系数材料，可以为钢板、铁板、铝板或铜板其中的一种。
47.其中，冷却液体为宽温区使用的高导热系数液体，可以为水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇其中的一种或几种。
48.在本实施方式中，制冷机420可冷却导热板410中冷却通道411的冷却液，从而调控合金液中液固共存相520温度梯度及合金液的凝固速度，获得具有高取向度柱状晶结构的铸锭。
49.如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，所述第二加热组件320包括至少两个加热单元321，各个所述加热单元321沿所述定向凝固组件300的高度方向分布并且各个所述加热单元321分别设置有温控系统(图中未画出)。
50.在本实施方式中，可通过各个温控系统分别控制沿定向凝固组件300高度方向分布的加热单元321，从而调控合金液中液固共存相520温度梯度及合金液的凝固速度，获得具有高取向度柱状晶结构的铸锭。
51.如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，所述定向凝固组件300还包括中间包330，所述中间包330设置于所述工作腔111内，所述转动杆230可驱动所述熔炼坩埚210相对于所述壳体110转动并对准所述中间包330的进口，所述中间包330的出口位于所述定向凝固模具310的上方。
52.优选地，所述中间包330出口的直径小于所述中间包330进口的直径。
53.在本实施方式中，中间包330能引导倾倒的熔炼坩埚210中的合金液进入定向凝固模具310而减少合金液的飞溅，同时上大下小的结构能实现合金液匀速倒入定向凝固模具310，保证其流速。
54.如图1所示，在上述实施方式的基础上，所述第一加热组件220包括感应线圈，所述感应线圈包围所述熔炼坩埚210。
55.在本实施方式中，感应线圈包围熔炼坩埚210，从而均匀地加热熔炼坩埚210，使得合金液加热能够保持在接近的温度，防止局部温度过高或者过低。
56.其次，如图1、图2所示，一种方法，包括所述的制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，还包括步骤：
57.s1：将原材料按照配比放入熔炼坩埚210，通过真空泵120对工作腔111进行抽真空；
58.s2：通过感应线圈将熔炼坩埚210加热至一定温度并将金属熔化为合金液，将中间包330加热至一定温度，通过加热单元321将定向凝固模具310加热至一定温度；
59.s3：通过手柄231驱动熔炼坩埚210相对于壳体110转动并将熔炼坩埚210的合金液倒入中间包330，通过中间包330引导合金液流入定向凝固模具310；
60.s4：通过温控系统调节各个加热单元321的温度，通过制冷机420调节导热板410内部冷却通道411的温度，保温一段时间；
61.s5：解除真空环境，将具有柱状晶结构的铸锭从定向凝固模具310中取出。
62.优选地，依据加热单元321沿定向凝固组件300高度方向由低到高的顺序控制对应的温控系统设置由短变长的保温时间。
63.在本实施方式中，通过调节定向凝固模具310轴向从底部到顶部的温度与冷却液的温度调控合金液温度梯度，从而调控柱状晶的分布。
64.可选地，在步骤s1中，真空度≤1.0*10^-3pa。
65.优选地，在步骤s4中，加热单元321保温的时间为5min-20min。
66.优选地，在步骤s2中，熔炼坩埚210的加热温度为1600℃-1700℃；在步骤s3中，中间包330的加热温度为1400℃-1600℃，加热单元321的加热温度为1300℃-1700℃，冷却通道411的温度为范围5℃-20℃。
67.以下通过具体实施例对该永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统及制备方法做进一步的说明。
68.实施例1：
69.铝镍钴磁体成分选用商用铝镍钴9类，定向凝固模具310尺寸为ф30mm*80mm，冷却液体为乙二醇，铝镍钴永磁材料柱状晶制备方法包括：
70.(1)将原材料按照成分配比依次放入熔炼坩埚210，利用真空泵120将工作腔111真空度调节为1.0*10^-3pa；
71.(2)加热中间包330至1400℃，加热单元321轴向由2个独立控制系统分别控制，独立控制的两温区宽度一致，利用加热单元321将定向凝固模具310加热至1700℃，循环冷却液的温度为20℃；
72.(3)利用感应线圈将熔炼坩埚210加热至1700℃，将金属熔化为澄清合金液，转动手柄231，将合金液缓慢倒入中间包330，中间包330将合金液匀速导流到定向凝固模具310
中，保温5min后断开加热单元321下部分电源，保温12min后断开加热单元321上部分电源；
73.(4)去除工作腔111的真空，从定向凝固模具310中取出铸锭，利用扫描电镜分析铸锭40mm位置晶粒的尺寸及空间取向，数据见表1。
74.实施例2：
75.铝镍钴磁体成分选用商用铝镍钴9类，定向凝固模具310尺寸为ф30mm*80mm，冷却液体为乙二醇，铝镍钴永磁材料柱状晶制备方法包括：
76.(1)将原材料按照成分配比依次放入熔炼坩埚210，利用真空泵120将工作腔111真空度调节为1.0*10^-3pa；
77.(2)加热中间包330至1500℃，加热单元321轴向由3个独立控制系统分别控制，独立控制的三温区宽度一致，利用加热单元321将定向凝固模具310加热至1600℃，循环冷却液的温度为15℃；
78.(3)利用感应线圈将熔炼坩埚210加热至1650℃，将金属熔化为澄清合金液，转动手柄231，将合金液缓慢倒入中间包330，中间包330将合金液匀速导流到定向凝固模具310中，保温5min后断开加热单元321下部分电源，保温10min后断开加热单元321中间部分电源，保温15min后断开加热单元321上部分电源；
79.(4)去除工作腔111的真空，从定向凝固模具310中取出铸锭，利用扫描电镜分析铸锭40mm位置晶粒的尺寸及空间取向，数据见表1。
80.实施例3：
81.铝镍钴磁体成分选用商用铝镍钴9类，定向凝固模具310尺寸为ф30mm*80mm，冷却液体为乙二醇，铝镍钴永磁材料柱状晶制备方法包括：
82.(1)将原材料按照成分配比依次放入熔炼坩埚210，利用真空泵120将工作腔111真空度调节为1.0*10^-3pa；
83.(2)加热中间包330至1500℃，加热单元321轴向由3个独立控制系统分别控制，独立控制的三温区宽度一致，利用加热单元321将定向凝固模具310加热至1400℃，循环冷却液的温度为10℃；
84.(3)利用感应线圈将熔炼坩埚210加热至1650℃，将金属熔化为澄清合金液，转动手柄231，将合金液缓慢倒入中间包330，中间包330将合金液匀速导流到定向凝固模具310中，保温5min后断开加热单元321下部分电源，保温10min后断开加热单元321中间部分电源，保温15min后断开加热单元321上部分电源；
85.(4)去除工作腔111的真空，从定向凝固模具310中取出铸锭，利用扫描电镜分析铸锭40mm位置晶粒的尺寸及空间取向，数据见表1。
86.实施例4：
87.铝镍钴磁体成分选用商用铝镍钴9类，定向凝固模具310尺寸为ф30mm*80mm，冷却液体为乙二醇，铝镍钴永磁材料柱状晶制备方法包括：
88.(1)将原材料按照成分配比依次放入熔炼坩埚210，利用真空泵120将工作腔111真空度调节为1.0*10^-3pa；
89.(2)加热中间包330至1600℃，加热单元321轴向由4个独立控制系统分别控制，独立控制的四温区宽度一致，利用加热单元321将定向凝固模具310加热至1300℃，循环冷却液的温度为5℃；
90.(3)利用感应线圈将熔炼坩埚210加热至1600℃，将金属熔化为澄清合金液，转动手柄231，将合金液缓慢倒入中间包330，中间包330将合金液匀速导流到定向凝固模具310中，保温5min后断开加热单元321下部分电源，保温10min后断开加热单元321中下部分电源，保温15min后断开加热单元321中上部分电源，保温20min后断开加热单元321上部分电源；
91.(4)去除工作腔111的真空，从定向凝固模具310中取出铸锭，利用扫描电镜分析铸锭40mm位置晶粒的尺寸及空间取向，数据见表1。
92.对比例1：
93.铝镍钴磁体成分选用商用铝镍钴9类，铝镍钴永磁材料柱状晶制备方法包括：
94.(1)在大气条件下，将原材料按照成分配比依次放入熔炼坩埚210；
95.(2)将砂模加热至1400℃，砂模内预留铸锭腔尺寸ф30mm*80mm，铁板下面循环水的温度为10℃；
96.(3)利用感应线圈将熔炼坩埚210加热至1650℃，将金属熔化为澄清合金液，将合金液匀速倒入底部有水冷铁板的热砂模中，合金液完全倒入热砂模后，用保温棉将热砂模包裹保温30min；
97.(4)从砂模中取出铸锭，利用扫描电镜分析铸锭40mm位置晶粒的尺寸及空间取向，数据见表1。
98.表1
[0099][0100]
由表1数据分析可知，实施例1的柱晶尺寸范围为412μm-510μm，平均晶粒尺寸为462μm，晶粒与[001]轴的夹角为5
°‑
20
°
。
[0101]
由表1数据分析可知，实施例2对比实施例1分析可知，柱晶尺寸范围由412μm-510μm减小为392μm-460μm，平均晶粒尺寸由462μm减小为438μm，晶粒与[001]轴的夹角由5
°‑
20
°
减小为5
°‑
15
°
，表明降低合金液温度、提高中间包330温度、增加加热单元321加热级数及降低冷却液体温度会降低晶粒尺寸，但提高柱状晶的取向一致性。
[0102]
由表1数据分析可知，实施例3对比实施例2分析可知，柱晶尺寸范围由392μm-460μm减小为390μm-436μm，平均晶粒尺寸由438μm减小为418μm，晶粒与[001]轴的夹角由5
°‑
15
°
减小为3
°‑
12
°
，表明降低合金液温度、提高中间包330温度及降低冷却液体温度会降低晶粒尺寸，但有助于提高柱状晶的取向一致性。
[0103]
由表1数据分析可知，实施例4对比实施例3分析可知，柱晶尺寸范围由390μm-436μm增加为396μm-464μm，平均晶粒尺寸由418μm增加为426μm，晶粒与[001]轴的夹角由3
°‑
12
°
增加为6
°‑
21
°
，表明过渡降低合金液温度、提高中间包330温度、增加加热单元321加热级数及降低冷却液体温度会增加晶粒尺寸，但降低柱状晶的取向一致性。
[0104]
由表1数据分析可知，对比例1的柱晶尺寸范围由382μm-463μm，平均晶粒尺寸422μm，晶粒与[001]轴的夹角为6
°‑
18
°
。对比实施例3可知，大气条件下，晶粒中存在部分氧化物，晶粒尺寸范围变宽，晶粒平均尺寸增加，晶粒与[001]方向的夹角变大，同时杂质会降低铝镍钴材料柱状晶的取向一致性。

技术特征：

1.一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，其特征在于，包括：真空组件，其包括壳体以及真空泵，所述壳体设置有工作腔，所述真空泵与所述壳体连接并可将所述工作腔抽为真空；熔炼组件，其包括熔炼坩埚、第一加热组件以及转动杆，所述熔炼坩埚以及所述第一加热组件均设置于所述工作腔内，所述第一加热组件与所述熔炼坩埚连接并可为所述熔炼坩埚加热，所述转动杆的一端与所述熔炼坩埚连接，所述转动杆的另一端穿出所述壳体并形成手柄；定向凝固组件，其包括定向凝固模具以及第二加热组件，所述定向凝固模具以及所述第二加热组件均设置于所述工作腔内，所述手柄可通过所述转动杆驱动所述熔炼坩埚相对于所述壳体转动并将所述熔炼坩埚的合金液倒入所述定向凝固模具，所述第二加热组件与所述定向凝固模具连接并可为所述定向凝固模具加热。2.如权利要求1所述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，其特征在于：还包括冷却组件，所述冷却组件包括导热板以及制冷机，所述导热板设置于所述工作腔内并与所述定向凝固模具连接，所述导热板内部设置有冷却通道，所述制冷机与所述冷却通道连通并可冷却所述冷却通道的冷却液。3.如权利要求2所述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，其特征在于：所述第二加热组件包括至少两个加热单元，各个所述加热单元沿所述定向凝固组件的高度方向分布并且各个所述加热单元分别设置有温控系统。4.如权利要求3所述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，其特征在于：所述定向凝固组件还包括中间包，所述中间包设置于所述工作腔内，所述转动杆可驱动所述熔炼坩埚相对于所述壳体转动并对准所述中间包的进口，所述中间包的出口位于所述定向凝固模具的上方。5.如权利要求4所述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，其特征在于：所述第一加热组件包括感应线圈，所述感应线圈包围所述熔炼坩埚。6.如权利要求4所述的一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，其特征在于：所述中间包出口的直径小于所述中间包进口的直径。7.一种方法，其特征在于，包括如权利要求4-6中任一项所述的制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，还包括步骤：s1：将原材料按照配比放入熔炼坩埚，通过真空泵对工作腔进行抽真空；s2：通过感应线圈将熔炼坩埚加热至一定温度并将金属熔化为合金液，将中间包加热至一定温度，通过加热单元将定向凝固模具加热至一定温度；s3：通过手柄驱动熔炼坩埚相对于壳体转动并将熔炼坩埚的合金液倒入中间包，通过中间包引导合金液流入定向凝固模具；s4：通过温控系统调节各个加热单元的温度，通过制冷机调节导热板内部冷却通道的温度，保温一段时间；s5：解除真空环境，将具有柱状晶结构的铸锭从定向凝固模具中取出。8.如权利要求7所述的一种方法，其特征在于：在步骤s4中，依据加热单元沿定向凝固组件高度方向由低到高的顺序控制对应的温控系统设置由短变长的保温时间。9.如权利要求8所述的一种方法，其特征在于：在步骤s4中，加热单元保温的时间为
5min-20min。10.如权利要求7所述的一种方法，其特征在于：在步骤s2中，熔炼坩埚的加热温度为1600℃-1700℃；在步骤s3中，中间包的加热温度为1400℃-1600℃，加热单元的加热温度为1300℃-1700℃，冷却通道的温度为范围5℃-20℃。

技术总结

本发明提供了一种制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统，属于永磁材料制备技术领域，包括：真空组件，其包括壳体以及真空泵；熔炼组件，其包括熔炼坩埚、第一加热组件以及转动杆；定向凝固组件，其包括定向凝固模具以及第二加热组件。还提供了一种方法，包括所述的制备永磁材料柱状晶结构的真空定向凝固系统。本发明的有益效果为：通过真空泵将工作腔制造形成真空条件，在真空条件下实现铝镍钴永磁材料晶粒的定向凝固，能够起到净化合金液、减少氧化渣的作用，提升铝镍钴永磁材料柱状晶结构的一致性。结构的一致性。结构的一致性。