專利名稱：金屬管材制作方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬尤其是合金管材的制作方法和裝置。
背景技術(shù)：
在金屬材料特別是合金材料管材的制作方面已經(jīng)有很多嘗試。由于材料、要制作的管材的尺寸等的限制，合金特別是非晶合金管的制作具有特 殊的要求。在現(xiàn)有技術(shù)的情況下，鑄造非晶合金管的長度和直徑仍然受到嚴(yán)重的制約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了了一種金屬管材制作方法和裝置，適合于制作金屬管材，尤其是非 晶合金管材。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種金屬管材制作裝置，其特征在于包括一個容器，一個管，其中，所述容器是可密封的，所述管與所述容器的內(nèi)部相連通。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，所述金屬管材制作裝置進一步包括一個感應(yīng)加熱線圈，所述感應(yīng)加熱線圈圍繞所述容器設(shè)置，一個進氣管，所述進氣管的一端以密封的方式引入到所述容器內(nèi)，用于向所述容 器內(nèi)注入一定壓強的惰性氣體。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，所述管的一端以密封的方式引入到所述容器內(nèi) 靠近所述容器底部的部位。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，所述管的一端以密封的方式與所述容器的底部 相連接。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，所述金屬管材制作裝置進一步包括一個網(wǎng)，其中所述網(wǎng)被設(shè)置在所述管與所述容器的底部的連接部附近，所述網(wǎng)上分布有多 個網(wǎng)眼，每個所述網(wǎng)眼的尺寸都足夠地小，使得熔化的所述金屬材料的表面張力能夠阻止 所述金屬材料在重力的作用下通過所述網(wǎng)眼下落。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，所述金屬管材制作裝置進一步包括
設(shè)置在所述管上的一個真空閥門，設(shè)置在所述進氣管上的一個進氣閥門，其中所述管的另一端與一個真空泵相連。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種金屬管材制作方法，其特征在于包括
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把固體金屬材料放到一個密封的容器內(nèi)部，對所述容器內(nèi)部抽真空，向所述容器內(nèi)注入一定壓強的惰性氣體，對所述容器的所述金屬材料進行感應(yīng)加熱而使所述金屬材料熔化，使熔化的所述金屬材料在真空的作用下進入所述管。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，所述容器的內(nèi)部與一根管相連通，且所述對所述容器內(nèi)部抽真空的步驟包括借助與所述管相連的一個真空泵，通過所述管對所述容器內(nèi)部抽真空，在達到預(yù)定的真空度后，關(guān)閉所述管上的一個真空閥門，所述使熔化的所述金屬 材料在真空的作用下進入所述管的步驟包括在所述真空泵工作的情況下，打開所述真空閥門。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，所述管的一端以密封的方式與所述容器的底部 相連接。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，所述金屬管材制作方法進一步包括在所述管與所述容器的底部的連接部附近設(shè)置有一個網(wǎng)，所述網(wǎng)上分布有多個網(wǎng)眼，每個所述網(wǎng)眼的尺寸都足夠地小，使得熔化的所述金 屬材料的表面張力能夠阻止所述金屬材料在重力作用下通過所述網(wǎng)眼下落。


圖1示意顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的管材制作裝置。圖2示意顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的管材制作裝置。圖3示意顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的管材制作裝置。圖4示意顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的管材制作裝置。
具體實施例方式圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的管材制作裝置，其包括一個容器11、一個 管12、感應(yīng)加熱線圈13。其中，容器11是可密封的，管12的一端以密封的方式引入到容器 11內(nèi)靠近容器11底部的部位。感應(yīng)加熱線圈13圍繞容器11設(shè)置。管12和一個真空泵相 連。在管12上設(shè)置有閥門17。所述管材制作裝置進一步包括一個進氣管14，進氣管14的 一端以密封的方式引入到容器11內(nèi)。在進氣管14上設(shè)置有閥門19。工作時，把制作管材的材料放到容器11中，利用塞子15密封容器11。打開閥門 17，啟動與管12相連的真空泵，對容器11內(nèi)部抽真空；達到預(yù)定真空度后，關(guān)閉閥門17。在上述抽真空過程之后，打開閥門19，通過進氣管14，向容器11內(nèi)注入一定壓強 的惰性氣體(如氬氣)。給感應(yīng)線圈13通電，對容器11中的制作管材的材料進行感應(yīng)加熱而使其熔化。熔 化的材料淹沒了管12的入口 16。在容器11內(nèi)的制作管材的材料充分熔化之后，在所述真空泵工作的情況下，打開 閥門17，從而使熔化的制作管材的材料急速沖入管12中，在管12中被冷卻，而形成所要制 作的管材。
根據(jù)一個實施例，容器11、管12和進氣管14均用石英玻璃制成。在管12采用玻璃管的情況下，在所述管材的鑄造完成后，可以通過打碎玻璃管取 出里面的成品管材。根據(jù)一個進一步的實施例，管12可以采用金屬管。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，其包括一個容器21、一個管22、感應(yīng)加熱 線圈23。其中，容器21是可密封的，管22的一端以密封的方式與容器21的底部相連接。 感應(yīng)加熱線圈23圍繞容器21設(shè)置。在管22上設(shè)置有閥門27。所述管材制作裝置進一步包括一個進氣管對，進氣管 M的一端以密封的方式引入到容器21內(nèi)。在進氣管M上設(shè)置有閥門四。工作時，把制作管材的材料放到容器21中，利用塞子25密封容器21。打開閥門 27，啟動與管22相連的真空泵，對容器21內(nèi)部抽真空；達到預(yù)定真空度后，關(guān)閉閥門27。在上述抽真空過程之后，打開閥門29，通過進氣管M，向容器21內(nèi)注入一定壓強 的惰性氣體(如氬氣)。給感應(yīng)線圈23通電，對容器21中的制作管材的材料進行感應(yīng)加熱而使其熔化。在容器21內(nèi)的制作管材的材料充分熔化之后，在所述真空泵工作的情況下，打開 閥門27，從而使熔化的制作管材的材料急速沖入管22中，在管22中被冷卻，而形成所要制 作的管材。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，管22的直徑小于約4mm，此時，熔化的材料受到表面張 力的作用不會自動落入到下面的管22中。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，如圖3所示，當(dāng)管22的直徑大于約4mm時，在管22 的入口或上部，或者，在如圖4所述的本發(fā)明實施例中，在容器21下方靠近管22的位置，設(shè) 置有一個網(wǎng)觀。網(wǎng)觀上分布有多個網(wǎng)眼。網(wǎng)28的每個網(wǎng)眼的尺寸都滿足阻止熔化的制作管材的材料(如合金材料，特別是 非晶合金材料)在重力作用下下落的表面張力條件，即，每個網(wǎng)眼都足夠地小(例如，小于 諸如約4mm)，從而使熔化的制作管材的材料在重力作用下無法克服表面張力而通過所述網(wǎng) 眼下落。在如圖3或4所示的實施例中，在容器21內(nèi)的制作管材的材料充分熔化之后打開 閥門四時，熔化的制作管材的材料在真空泵的真空作用下，克服網(wǎng)觀的網(wǎng)眼的表面張力， 而急速沖入管22中，在管22中被冷卻，而形成所要制作的管材。根據(jù)一個實施例，容器21、管22和進氣管M均用石英玻璃制成。在管22采用玻璃管的情況下，在所述管材的鑄造完成后，可以通過打碎玻璃管取 出里面的成品管材。根據(jù)一個進一步的實施例，管22可以采用金屬管。網(wǎng)觀可以用適當(dāng)材料制成，只要該材料不與制作管材的材料發(fā)生反應(yīng)。表1中列 出了可用于制作網(wǎng)觀的材料的一些例子，可以根據(jù)所要鑄造的合金22的種類而從表1中 選用適當(dāng)?shù)牟牧现谱骶W(wǎng)觀。表1可用于制作陶瓷網(wǎng)的材料及其熔點
權(quán)利要求
1.一種金屬管材制作裝置，其特征在于包括 一個容器(11，21)，一個管(12，22)， 其中，所述容器(11，21)是可密封的，所述管(12，22)與所述容器(11，21)的內(nèi)部相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管材制作裝置，其特征在于進一步包括一個感應(yīng)加熱線圈(13，23)，所述感應(yīng)加熱線圈(13，2；3)圍繞所述容器(11，21)設(shè)置， 一個進氣管(14，對)，所述進氣管(14，24)的一端以密封的方式引入到所述容器(11， 21)內(nèi)，用于向所述容器(11，21)內(nèi)注入一定壓強的惰性氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬管材制作裝置，其特征在于所述管(12，22)的一端以密封的方式引入到所述容器內(nèi)靠近所述容器底部的部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬管材制作裝置，其特征在于 所述管(12，22)的一端以密封的方式與所述容器的底部相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬管材制作裝置，其特征在于進一步包括 一個網(wǎng)(28),其中所述網(wǎng)被設(shè)置在所述管(12,2 與所述容器的底部的連接部附近， 所述網(wǎng)上分布有多個網(wǎng)眼，每個所述網(wǎng)眼的尺寸都足夠地小，使得熔化的所述金屬材 料的表面張力能夠阻止熔化的所述金屬材料在重力作用下通過所述網(wǎng)眼下落。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬管材制作裝置，其特征在于進一步包括 設(shè)置在所述管(12，22)上的一個真空閥門(17，27)，設(shè)置在所述進氣管(14，24)上的一個進氣閥門(19，29)， 其中所述管(12，22)的另一端與一個真空泵相連。
7.一種金屬管材制作方法，其特征在于包括把固體金屬材料放到一個密封的容器(11，21)內(nèi)部， 對所述容器(11，21)內(nèi)部抽真空， 向所述容器(11，21)內(nèi)注入惰性氣體，對所述容器(11，21)的所述金屬材料進行感應(yīng)加熱而使所述金屬材料熔化， 使熔化的所述金屬材料在真空的作用下進入所述管(12，22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的金屬管材制作方法，其特征在于 所述容器(11，21)的內(nèi)部與一根管(12，22)相連通， 所述對所述容器(11，21)內(nèi)部抽真空的步驟包括借助與所述管(12,2 相連的一個真空泵，通過所述管(12,2 對所述容器(11，21) 內(nèi)部抽真空，在達到預(yù)定的真空度后，關(guān)閉所述管(12，22)上的一個真空閥門(17，27)， 所述使熔化的所述金屬材料在真空的作用下進入所述管(12，22)的步驟包括 在所述真空泵工作的情況下，打開所述真空閥門(17，27)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的金屬管材制作方法，其特征在于所述管(12,2 的一端以密封的方式與所述容器的底部相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬管材制作方法，其特征在于 在所述管(12,2 與所述容器的底部的連接部附近設(shè)置有一個網(wǎng)08)， 所述網(wǎng)上分布有多個網(wǎng)眼，每個所述網(wǎng)眼的尺寸都足夠地小，使得熔化的所述金屬材 料的表面張力能夠阻止熔化的所述金屬材料在重力作用下通過所述網(wǎng)眼下落。
全文摘要
一種金屬尤其是非晶合金管材制作方法和裝置。該裝置包括容器21，管22，感應(yīng)加熱線圈23；其中管22與容器21的內(nèi)部相連通，感應(yīng)加熱線圈23圍繞容器21設(shè)置。該方法包括把固體金屬材料放到密封的容器21內(nèi)部；對所述容器21內(nèi)部抽真空；向容器21內(nèi)注入一定壓強的惰性氣體；對容器21內(nèi)的金屬材料進行感應(yīng)加熱而使之熔化；使熔化的金屬材料在真空的作用下進入管22。
文檔編號B22D18/06GK102114528SQ200910244600
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者刁浩巖, 王婷婷, 賈皓凌, 趙磊, 馬朝利, 魯圓圓 申請人:北京航空航天大學(xué)