本實(shí)用新型屬于非晶帶制備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種非晶細(xì)帶制備系統(tǒng)。
背景技術(shù):
為獲得非晶合金優(yōu)異的性能和獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu),要求制備過(guò)程中以極高的冷卻速率直接從熔融狀態(tài)快淬到凝固點(diǎn)以下的溫度。為了滿足非晶合金的這種特殊的快淬工藝要求,單輥快淬技術(shù)是當(dāng)前制備1cm以上的寬非晶薄帶應(yīng)用最廣泛的技術(shù),然而,對(duì)于寬度小于0.5cm的非晶細(xì)帶,由于存在嚴(yán)重的相互纏繞現(xiàn)象,現(xiàn)有的單輥快淬技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化批量制備非晶細(xì)帶。現(xiàn)行常用的非晶細(xì)絲制備技術(shù)是旋轉(zhuǎn)水紡法,但是,旋轉(zhuǎn)水紡法同樣存在細(xì)絲的相互纏繞問(wèn)題,同時(shí)存在生產(chǎn)效率低生產(chǎn)成本高的問(wèn)題,難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。泰勒法雖然可以通過(guò)在線盤(pán)繞的方法解決細(xì)絲間相互纏繞的問(wèn)題,但是在制備過(guò)程中需要消耗軟化溫度與合金熔點(diǎn)相匹配的特種包裹材料,并且后續(xù)應(yīng)用通常需剝離包覆材料,可見(jiàn),泰勒法由于工藝復(fù)雜且難度大、生產(chǎn)成本高且效率低,也難以廣泛應(yīng)用。
但是,采用現(xiàn)有單輥快淬技術(shù)制備的寬非晶薄帶制備磁芯,存在渦流損耗大、制備過(guò)程不可避免引入應(yīng)力作用導(dǎo)致磁芯性能下降和無(wú)法靈活調(diào)節(jié)磁芯橫截面形狀(采用寬非晶帶制備磁芯的橫截面只能是矩形,無(wú)法制成圓形、橢圓形等形狀橫截面)等問(wèn)題。
綜上所述,現(xiàn)有非晶細(xì)帶制備方法不能夠解決生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高和相互纏繞等現(xiàn)有非晶細(xì)絲制備技術(shù)所遇到的困難;不能使磁芯渦流損耗明顯降低,不能提升磁芯的磁導(dǎo)率,不能根據(jù)應(yīng)用要求靈活調(diào)節(jié)磁芯橫截面形狀。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種非晶細(xì)帶制備系統(tǒng),旨在解決現(xiàn)有非晶細(xì)帶制備方法不能夠解決生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高和相互纏繞等現(xiàn)有非晶細(xì)絲制備技術(shù)所遇到的困難;不能使磁芯渦流損耗明顯降低,不能提升磁芯的磁導(dǎo)率,不能根據(jù)應(yīng)用要求靈活調(diào)節(jié)磁芯橫截面形狀的問(wèn)題。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種非晶細(xì)帶制備系統(tǒng),包括:
用交流電弧熔煉法或高頻感應(yīng)加熱法熔融母合金并將母合金熔融體輸送到甩制裝置的熔融裝置;
用于將熔融的母合金甩制成非晶細(xì)帶的甩制裝置;
用于在甩制裝置前方設(shè)有的非晶細(xì)帶自動(dòng)收集器,所述非晶細(xì)帶自動(dòng)收集器將來(lái)自甩制裝置的非晶細(xì)帶自動(dòng)整齊收集。
進(jìn)一步,所述熔融裝置包括:
按目標(biāo)要求組分配置的并用交流電弧熔煉法或高頻感應(yīng)加熱法熔融的合金熔融體;
用于盛裝合金熔融體的坩堝;
圍繞在坩堝外部并用于控制合金熔融體熔融溫度的高頻感應(yīng)線圈;
用于輸送熔融的合金熔融體的含多個(gè)熔體噴射小孔的熔體噴嘴。
進(jìn)一步,所述甩制裝置包括:
用于將合金熔融體噴射細(xì)柱甩制成非晶細(xì)帶的快淬冷卻輥;
垂直于快淬冷卻輥旋轉(zhuǎn)方向的快淬冷卻輥面上開(kāi)設(shè)的若干個(gè)溝槽。
進(jìn)一步,所述條段狀非晶細(xì)帶自動(dòng)收集器包括:
用于存放快淬冷卻輥甩制成的非晶細(xì)帶的自動(dòng)升降托板;
存放在自動(dòng)升降托板上的非晶細(xì)帶垛;
連接在自動(dòng)升降托板后端的后端面的推齊板;
連接在自動(dòng)升降托板兩側(cè)面并貫穿自動(dòng)升降托板的多個(gè)側(cè)面夾持板;
連接在自動(dòng)升降托板前面的前端面整齊擋板;
連接在自動(dòng)升降托板下端的收集器底板;
開(kāi)設(shè)在自動(dòng)升降托板上的多個(gè)捆扎槽口;
連接在自動(dòng)升降托板下面并用于調(diào)節(jié)自動(dòng)升降托板升降的托板支桿;
容納托板支桿的托板升降支桿滑槽;
連接在非晶細(xì)帶垛上方的喇叭收集器;
安裝在喇叭收集器上端的吹送氣嘴;
所述升降支桿滑槽開(kāi)設(shè)在前端面整齊擋板上。
進(jìn)一步,所述非晶薄帶垛上安裝有用于感知非晶細(xì)帶垛的頂面位置的位置傳感器;托板支桿上連接有使非晶細(xì)帶垛的頂部始終處在喇叭收集器頸部下端面并使非晶細(xì)帶在制備過(guò)程中進(jìn)行在線自動(dòng)整齊收集的托板升降托板器;
所述非晶細(xì)帶垛位于后端面推齊板、前端面整齊擋板、側(cè)面夾持板圍成的空間內(nèi);所述捆扎槽口位于相鄰側(cè)面夾持板之間。
本實(shí)用新型通過(guò)在垂直于快淬冷卻輥旋轉(zhuǎn)方向的冷卻輥面上橫向設(shè)置溝槽,使合金熔融體膜面依靠自身粘性和張力在所設(shè)置的溝槽處在被冷卻凝固前自行斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)的。采用高頻感應(yīng)技術(shù)將母合金加熱成熔融液態(tài),將合金熔融體通過(guò)直徑小于1mm的多個(gè)噴嘴噴射到設(shè)有橫向溝槽的表面拋光的快速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥面上。噴射到冷卻輥面的合金熔融體,在光滑的輥面處被快速冷卻形成厚度和寬度均勻的非晶細(xì)帶。在輥面上設(shè)置的溝槽處,由于合金熔融體自身的粘性和表面張力,合金熔融體先形成連續(xù)的液膜,但由于溝槽處的輥面下凹不能緊貼熔融體液膜,使得在溝槽上方的液膜的冷卻速率遠(yuǎn)低于溝槽兩側(cè),而與輥面緊密接觸的溝槽兩側(cè)的熔融體液膜被快速冷卻凝固下來(lái),先一步冷卻凝固成的溝槽兩側(cè)的非晶薄帶從兩側(cè)各自通過(guò)自身導(dǎo)熱將溝槽處的熔融合金液膜溫度降低,這種從兩側(cè)導(dǎo)熱降溫的過(guò)程使得溝槽處的液膜形成溫度梯度(即兩側(cè)溫度低于中間溫度),溝槽處液膜的這種溫度梯度使得液膜以槽口中心線為分界線向兩側(cè)分離,形成了非晶細(xì)帶整齊的斷口。這樣形成的非晶細(xì)帶的長(zhǎng)度就由冷卻輥面上溝槽間的狐面距離來(lái)決定,在生產(chǎn)過(guò)程中可以根據(jù)后續(xù)應(yīng)用的需要靈活調(diào)節(jié)。由于所得非晶細(xì)帶的長(zhǎng)度等于冷卻輥面上設(shè)置的溝槽間的狐面距離,只要設(shè)置的溝槽狐面間距統(tǒng)一,就可以獲得長(zhǎng)度一致的非晶細(xì)帶。這種長(zhǎng)度一致的條段狀非晶細(xì)帶,后續(xù)的收集也十分方便。便于與后續(xù)的器件制備工藝銜接,實(shí)現(xiàn)非晶器件制備流水線的自動(dòng)控制。本實(shí)用新型通過(guò)多個(gè)熔融體細(xì)噴嘴同時(shí)將合金熔融體噴射到冷卻棍面的方法實(shí)現(xiàn)同時(shí)制備多條非晶細(xì)帶的目的,使得非晶細(xì)帶的制備效率數(shù)倍于現(xiàn)有技術(shù)。
本實(shí)用新型技術(shù)與現(xiàn)有非晶細(xì)帶(絲)制備技術(shù)相比,具有明顯優(yōu)勢(shì):
首先,本實(shí)用新型技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù),具有整齊無(wú)纏繞和自動(dòng)收集的的優(yōu)點(diǎn):在現(xiàn)行技術(shù)中,都是采用連續(xù)甩制方法將合金熔融體制成連續(xù)的非晶細(xì)絲或細(xì)帶,長(zhǎng)度都在數(shù)千米以上。這么長(zhǎng)的非晶細(xì)帶或細(xì)絲會(huì)嚴(yán)重地相互纏繞,給后續(xù)的工序帶來(lái)了很多困難,幾乎無(wú)法將纏繞一起的細(xì)絲整理整齊,嚴(yán)重制約了相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用,迄今未能實(shí)現(xiàn)非晶細(xì)帶和細(xì)絲的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。然而,非晶細(xì)帶或細(xì)絲相比非晶寬薄帶由于橫截面小,具有高頻渦流損耗小、軸向退磁場(chǎng)小、磁導(dǎo)率高和矯頑力小等優(yōu)點(diǎn),是制備磁芯的優(yōu)質(zhì)材料。本實(shí)用新型技術(shù)采用在冷卻輥面設(shè)置橫向溝槽的方法使非晶細(xì)帶自動(dòng)分離成一定長(zhǎng)度,避免了過(guò)長(zhǎng)細(xì)絲或細(xì)帶相互纏繞,同時(shí)采用在線自動(dòng)收集技術(shù),在非晶細(xì)帶甩制過(guò)程中就將其收集并整理整齊,方便后續(xù)應(yīng)用。
其次,本實(shí)用新型技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù),具有生產(chǎn)效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn):導(dǎo)致非晶細(xì)帶或細(xì)絲未能在磁芯生產(chǎn)中應(yīng)用的原因,除了如上所述,按照現(xiàn)有技術(shù)制備的非晶細(xì)絲或細(xì)帶存在嚴(yán)重纏繞問(wèn)題外,更重要的原因還因?yàn)楝F(xiàn)有非晶細(xì)絲或細(xì)帶制備技術(shù)的生產(chǎn)效率低、成本高。現(xiàn)有非晶細(xì)絲或細(xì)帶制備技術(shù),一次只能制備一根非晶細(xì)絲或細(xì)帶,而且需要整理解纏繞等繁瑣費(fèi)時(shí)的后續(xù)工序,產(chǎn)量很低,成本很高。而本發(fā)明技術(shù),采用多噴嘴同時(shí)噴射技術(shù),可以同時(shí)制備多根非晶細(xì)絲或細(xì)帶,而且實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)收集整理,無(wú)繁瑣費(fèi)時(shí)的后續(xù)吳工,生產(chǎn)效率是現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)倍甚至數(shù)十倍,大大提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。
再者,由于本實(shí)用新型技術(shù)可以采用多噴嘴,同時(shí)制備多根非晶細(xì)帶,是單位長(zhǎng)度非晶細(xì)帶制備過(guò)程中的耗能,只有現(xiàn)有技術(shù)的多噴嘴數(shù)平方分之一,大幅度下降了非晶細(xì)絲或細(xì)帶制備過(guò)程中的耗能,是一種節(jié)能降耗新技術(shù)。
綜合以上優(yōu)勢(shì),本實(shí)用新型技術(shù)使非晶細(xì)帶的生產(chǎn)具有了推廣應(yīng)用的價(jià)值和前景。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的非晶細(xì)帶制備系統(tǒng)示意圖;
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的非晶細(xì)帶收集器的截面圖;
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的快淬冷卻輥截面圖。
圖中:1、非晶薄帶;2、高頻感應(yīng)線圈;3、坩堝;4、合金熔融體層;5、熔體噴嘴;6、溝槽;7、合金熔融體噴射細(xì)柱;8、快淬冷卻輥;9、后端面推齊板;10、非晶細(xì)帶垛;11、自動(dòng)升降托板;12、側(cè)面夾持板;13、收集器底板;14、捆扎槽口;15、托板升降支桿滑槽;16、托板支桿;17、托板升降器;18、位置傳感器;19、前端面整齊擋板;20、喇叭收集器;21、吹送氣嘴。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)描述。
如圖1至圖3所示,本實(shí)用新型實(shí)施例提供的非晶細(xì)帶制備系統(tǒng),包括:
用交流電弧熔煉法或高頻感應(yīng)加熱法熔融母合金并將母合金熔融體輸送到甩制裝置的熔融裝置;
用于將熔融的母合金甩制成非晶細(xì)帶1的甩制裝置;
用于在甩制裝置前方設(shè)有的非晶細(xì)帶自動(dòng)收集器,所述非晶細(xì)帶自動(dòng)收集器將來(lái)自甩制裝置的非晶細(xì)帶1自動(dòng)整齊收集。
進(jìn)一步,所述熔融裝置包括:
按目標(biāo)要求組分配置的并用交流電弧熔煉法或高頻感應(yīng)加熱法熔融的合金熔融體層4;
用于盛裝合金熔融體層的坩堝3;
圍繞在坩堝外部并用于控制合金熔融體層熔融溫度的高頻感應(yīng)線圈2;
用于輸送熔融的合金熔融體的含多個(gè)熔體噴射小孔的熔體噴嘴5;
所述甩制裝置包括:
用于將熔體噴嘴輸送的合金熔融體噴射細(xì)柱7甩制成非晶細(xì)帶的快淬冷卻輥8;
垂直于快淬冷卻輥旋轉(zhuǎn)方向的快淬冷卻輥面上開(kāi)設(shè)的若干個(gè)溝槽6,所述溝槽用于使非晶細(xì)帶在甩制過(guò)程中在溝槽處自動(dòng)斷開(kāi),形成條段狀非晶細(xì)帶;
所述條段狀非晶細(xì)帶自動(dòng)收集器包括:
用于存放快淬冷卻輥甩制成的非晶細(xì)帶的自動(dòng)升降托板11;
存放在自動(dòng)升降托板上的非晶細(xì)帶垛10;
連接在自動(dòng)升降托板后端的后端面的推齊板9并以5次/分鐘~50次/分鐘的頻率推齊來(lái)自喇叭收集器頸部的非晶細(xì)帶;
連接在自動(dòng)升降托板兩側(cè)面并貫穿自動(dòng)升降托板的多個(gè)側(cè)面夾持板12;
連接在自動(dòng)升降托板前面的前端面整齊擋板19;
連接在自動(dòng)升降托板下端的收集器底板13;
開(kāi)設(shè)在自動(dòng)升降托板上的多個(gè)捆扎槽口14;
連接在自動(dòng)升降托板下面并用于調(diào)節(jié)自動(dòng)升降托板升降的托板支桿16;
容納托板支桿的托板升降支桿滑槽15;
連接在非晶細(xì)帶垛上方的喇叭收集器20;
安裝在喇叭收集器上端的吹送氣嘴21,所述吹送氣嘴用于將吹送吹出的氣流將落入喇叭收集器的非晶細(xì)帶送入喇叭收集器的下端頸部;
所述升降支桿滑槽開(kāi)設(shè)在前端面整齊擋板上;
所述非晶薄帶垛上安裝有用于位置傳感器18,所述位置傳感器用于感知非晶細(xì)帶垛的頂面位置并控制連接在托板支桿上的托板升降托板器17,使非晶細(xì)帶垛的頂部始終處在喇叭收集器頸部下端面,并使非晶細(xì)帶在制備過(guò)程中進(jìn)行在線自動(dòng)整齊收集;
所述非晶細(xì)帶垛位于后端面推齊板、前端面整齊擋板、側(cè)面夾持板圍成的空間內(nèi);所述捆扎槽口位于相鄰側(cè)面夾持板之間。
下面結(jié)合具體應(yīng)用對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非晶細(xì)帶制備方法,在熔體噴嘴上設(shè)置若干個(gè)相互間隔一定距離的小孔徑熔體噴射小孔,使從各個(gè)小孔徑噴射小孔噴出的母合金熔融體噴射到快淬冷卻輥面后,各自獨(dú)立地形成非晶細(xì)帶。
進(jìn)一步,所述的熔體噴嘴孔徑為0.01mm~1mm;熔體噴嘴間距為1mm~10mm,熔體噴嘴個(gè)數(shù)為1個(gè)~100個(gè)。
進(jìn)一步,在垂直于快淬冷卻輥旋轉(zhuǎn)方向的快淬冷卻輥面上設(shè)有若干個(gè)溝槽,使非晶細(xì)薄帶在甩制過(guò)程中在溝槽處自動(dòng)分開(kāi),形成一定長(zhǎng)度的非晶細(xì)帶。
進(jìn)一步,快淬冷卻輥面上所設(shè)溝槽為等間距排列;溝槽的寬度為0.1mm~0.5mm,深度為0.1mm~0.3mm;所設(shè)的溝槽條數(shù)為1條~100條。
進(jìn)一步,所述非晶細(xì)帶制備方法具體包括:
按目標(biāo)要求組分配置母料,用交流電弧熔煉法或高頻感應(yīng)加熱法配置母合金;
根據(jù)目標(biāo)要求在快淬冷卻輥面上設(shè)置溝槽;
根據(jù)目標(biāo)要求配置非晶細(xì)帶收集裝置;
根據(jù)目標(biāo)要求配置熔體噴嘴并熔融母合金;
根據(jù)目標(biāo)要求采用單輥快淬法制備非晶細(xì)帶整齊垛。
進(jìn)一步,所述非晶細(xì)帶的寬度為0.1mm~5mm,根據(jù)冷卻輥旋轉(zhuǎn)速度或根據(jù)熔融體噴嘴尺寸的大小和間距尺寸進(jìn)行控制;
母合金組分為FeSiB或FeCuNbSiB或FeCoNBSiB或FeSiBPC以及能夠形成非晶的軟磁合金。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1
按照以下步驟完成本實(shí)用新型實(shí)施例1:
1.母合金配制:按78%原子比的Fe、9%原子比的Si和13%原子比的B混合配制合金母料,在氬氣保護(hù)下,用高頻感應(yīng)加熱法或交流電弧熔煉法熔融合金母料后,冷卻獲得母合金。
2.在直徑為45cm的冷卻輥8的輥面上垂直于旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置等間距10條0.1mm寬0.1mm深的溝槽6,然后拋光冷卻輥面。
3.在噴嘴5中軸線中部間隔2mm設(shè)置7個(gè)0.08mm的熔體噴射孔。
4.將噴嘴5安裝于坩堝3底部。
5.利用包括以下子步驟的單輥快淬技術(shù)制備出本發(fā)明的非晶合金細(xì)帶。
(a)將按上述原子比組成的母合金放入可耐1400℃以上高溫的坩堝中。
(b)在氬氣保護(hù)下,用高頻感應(yīng)法加熱母合金,直至熔化,并繼續(xù)加熱至過(guò)熱成合金熔融體4。
(c)通氣加壓使熔融合金從坩堝3底部噴嘴5噴向以1200轉(zhuǎn)/分(28.3米/秒)的速度高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥8表面,合金熔融體在光滑輥面處被快速冷卻凝固成寬度0.15mm厚度25μm的非晶細(xì)帶,在輥面溝槽6處形成整齊斷口自動(dòng)斷開(kāi),形成長(zhǎng)度為14cm的非晶細(xì)帶1,在離心力的作用下非晶細(xì)帶1被依次拋向喇叭收集器20的喇叭口。
(d)拋向薄帶喇叭收集器20的非晶薄帶1在前端面整齊擋板19和重力以及來(lái)自吹送器21的吹送氣流的作用下被收集到喇叭收集器20的下端頸部。
(e)從喇叭收集器20頸部滑落的非晶細(xì)帶1,被處在下方與之銜接的后端面推齊板9以10-30次/分的頻次推齊后,在側(cè)面夾持板12的夾持下被整理收集成整齊疊放的非晶細(xì)帶垛10。
(f)非晶細(xì)帶垛10放置在托板11上,托板11由托板支桿16支撐,托板支桿16可以在升降支桿滑槽15中在托板升降器17帶動(dòng)下自由升降。托板升降器17根據(jù)位置傳感器18感知的非晶細(xì)帶垛10的高度是否高于位置傳感器18所在的高度自動(dòng)升降托板11的位置。位置傳感器18有一光電門,當(dāng)非晶細(xì)帶垛10的頂部未超過(guò)光電門的光束所處水平位置時(shí),光束未被非晶細(xì)帶垛遮擋,托板升降器17停止不動(dòng),托板支桿16和托板11也處原位不動(dòng);當(dāng)非晶細(xì)帶垛10的頂部超過(guò)光電門的光束所處水平位置時(shí),位置傳感器18光電門的光束被非晶細(xì)帶垛遮擋,托板升降器17則在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下使托板支桿16下降,使得非晶細(xì)帶垛10跟隨托板11下降,直到非晶細(xì)帶垛10頂部低于光電門光束所在水平位置使光速重新照射光電門光電探測(cè)器時(shí)停止。如此,在位置傳感器18的控制下,確保非晶細(xì)帶垛10的頂部始終低于位置傳感器18的光電門光束位置(即喇叭收集器20頸部下端面),以滿足連續(xù)收集非晶細(xì)帶的要求。
(g)完成整爐合金熔融體4的甩制后,移去喇叭收集器20,捆扎帶穿過(guò)捆扎槽口14將收集成的非晶細(xì)帶朵10捆扎后,從夾持板12間取出,然后裝回喇叭收集器20即完成一次非晶細(xì)帶制備。
重復(fù)以上步驟,即可反復(fù)制備所需更多的非晶細(xì)帶。
實(shí)施例2
按照以下步驟完成本實(shí)用新型實(shí)施例2:
1.母合金配制:按74.5%原子比的Fe、8.8%原子比的Si、9.8%原子比的B、4.9%原子比的P和2.0%原子比的C混合配制合金母料,在氬氣保護(hù)下,用高頻感應(yīng)加熱法或交流電弧熔煉法熔融合金母料后,冷卻獲得母合金。
2.母合金配制:按74.5%原子比的Fe、8.8%原子比的Si、9.8%原子比的B、4.9%原子比的P和2.0%原子比的C混合配制合金母料。在氬氣保護(hù)下,用高頻感應(yīng)法或交流電弧熔煉加熱熔融合金母料,冷卻后獲得母合金。
3.在直徑為45cm的冷卻輥8的輥面上垂直于旋轉(zhuǎn)方向等間距設(shè)置5條0.1mm寬0.15mm深的溝槽6,然后拋光冷卻輥面。
4.在噴嘴5中軸線中部間隔3mm等間隔設(shè)置5個(gè)孔徑為0.15mm熔體噴射孔。
5.將噴嘴5安裝于坩堝3底部。
6.利用包括以下子步驟的單輥快淬技術(shù)制備出本發(fā)明的非晶合金細(xì)帶。
(a)將按上述原子比組成的母合金放入可耐1400℃以上高溫的坩堝中。
(b)在氬氣保護(hù)下,用高頻感應(yīng)法加熱母合金,直至熔化,并繼續(xù)加熱至過(guò)熱成合金熔融體4。
(c)通氣加壓使熔融合金從坩堝3底部噴嘴5噴向以1200轉(zhuǎn)/分(28.3米/秒)的速度高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥8表面,合金熔融體在光滑輥面處被快速冷卻凝固成寬度0.25mm厚度30μm的非晶細(xì)帶,在輥面溝槽6處形成整齊斷口自動(dòng)斷開(kāi),形成長(zhǎng)度為28cm的非晶細(xì)帶1,在離心力的作用下非晶細(xì)帶1被依次拋向喇叭收集器19的喇叭口。
(d)拋向薄帶喇叭收集器20的非晶薄帶1在前端面整齊擋板19和重力以及來(lái)自吹送器21的吹送氣流的作用下被收集到喇叭收集器20的下端頸部。
(e)從喇叭收集器20頸部滑落的非晶細(xì)帶1,被處在下方與之銜接的后端面推齊板9以10-30次/分的頻次推齊后,在側(cè)面夾持板12的夾持下被整理收集成整齊疊放的非晶細(xì)帶垛10。
(f)非晶細(xì)帶垛10放置在托板11上,托板11由托板支桿16支撐,托板支桿16可以在升降支桿滑槽15中自由升降,根據(jù)位置傳感器18感知的非晶細(xì)帶垛10的高度自動(dòng)升降托板11的位置,確保非晶細(xì)帶垛10的頂部與喇叭收集器20頸部下端面平齊,以滿足連續(xù)整齊收集非晶細(xì)帶的要求。
(g)完成整爐合金熔融體4的甩制后,移去喇叭收集器20,捆扎帶穿過(guò)捆扎槽口14將收集成的非晶細(xì)帶朵10捆扎后,從夾持板12間取出,然后裝回喇叭收集器20即完成一次非晶細(xì)帶制備。
重復(fù)以上步驟,即可反復(fù)制備所需更多的非晶細(xì)帶。
實(shí)施例3
按照以下步驟完成本實(shí)用新型實(shí)施例3:
1.母合金配制:按73.5%原子比的Fe、1.0%原子比的Cu、3.0%原子比的Nb、13.5%原子比的Si和9.0%原子比的B混合配制合金母料。在氬氣保護(hù)下,用高頻感應(yīng)法或交流電弧熔煉加熱熔融合金母料,冷卻后獲得母合金。
2.在直徑為45cm的冷卻輥8的輥面上垂直于旋轉(zhuǎn)方向等間距設(shè)置3條0.12mm寬0.15mm深的溝槽6,然后拋光冷卻輥面。
3.在噴嘴5底部中軸線中部間隔5mm設(shè)置3個(gè)孔徑為0.3mm熔體噴射孔。
4.將噴嘴5安裝于坩堝3底部。
5.利用包括以下子步驟的單輥快淬技術(shù)制備出本發(fā)明的非晶合金細(xì)帶。
(a)將按上述原子比組成的母合金放入可耐1400℃以上高溫的坩堝中。
(b)在氬氣保護(hù)下,用高頻感應(yīng)法加熱母合金,直至熔化,并繼續(xù)加熱至過(guò)熱成合金熔融體4。
(c)通氣加壓使熔融合金從坩堝3底部噴嘴5噴向以1200轉(zhuǎn)/分(28.3米/秒)的速度高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥8表面,合金熔融體在光滑輥面處被快速冷卻凝固成寬度為0.55mm厚度為40μm的非晶細(xì)帶,在輥面溝槽6處形成整齊斷口自動(dòng)斷開(kāi),形成長(zhǎng)度為47cm的非晶細(xì)帶1,在離心力的作用下非晶細(xì)帶1被依次拋向喇叭收集器20的喇叭口。
(d)拋向薄帶喇叭收集器20的非晶薄帶1在前端面整齊擋板19和重力以及來(lái)自吹送器21的吹送氣流的作用下被收集到喇叭收集器20的下端頸部。
(e)從喇叭收集器20頸部滑落的非晶細(xì)帶1,被處在下方與之銜接的后端面推齊板9以10-30次/分的頻次推齊后,在側(cè)面夾持板12的夾持下被整理收集成整齊疊放的非晶細(xì)帶垛10。
(f)非晶細(xì)帶垛10堆積在托板11上,托板11由托板支桿16支撐,托板支桿16可以在升降支桿滑槽15中自由升降,根據(jù)位置傳感器18感知的非晶細(xì)帶垛10的高度自動(dòng)升降托板11的位置,確保非晶細(xì)帶垛10的頂部與喇叭收集器20頸部下端面平齊,以滿足連續(xù)整齊收集非晶細(xì)帶的要求。
(g)完成整爐合金熔融體4的甩制后,移去喇叭收集器20,捆扎帶穿過(guò)捆扎槽口14將收集成的非晶細(xì)帶朵10捆扎后,從夾持板12間取出,然后裝回喇叭收集器20即完成一次非晶細(xì)帶制備。
重復(fù)以上步驟,即可反復(fù)制備所需更多的非晶細(xì)帶。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有明顯優(yōu)勢(shì),如下:
(1)本發(fā)明提供的一種非晶細(xì)帶制備方法,不同于現(xiàn)有制備非晶細(xì)絲或帶的一般技術(shù)。相比現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型技術(shù)具有無(wú)纏繞的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)有技術(shù)如旋轉(zhuǎn)水紡法,由于難以在線盤(pán)繞,很細(xì)很長(zhǎng)的非晶細(xì)絲很容易相互纏繞,拆解非常困難。采用單輥快淬法甩制寬度小于5mm的非晶細(xì)帶,由于現(xiàn)有技術(shù)還難以在線盤(pán)繞,連續(xù)甩制的細(xì)帶囤積在一起,很容易相互纏繞,很難整理出來(lái)。本實(shí)用新型技術(shù)在甩制過(guò)程中直接將非晶細(xì)帶自動(dòng)分離成一定長(zhǎng)度的非晶條段,避免了很長(zhǎng)細(xì)絲或細(xì)帶間的纏繞現(xiàn)象。
(2)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非晶細(xì)帶制備方法,不同于現(xiàn)有制備非晶細(xì)絲或帶的一般技術(shù)。相比現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型技術(shù)具有省工省時(shí)、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的優(yōu)勢(shì)。首先,采用本實(shí)用新型技術(shù)直接在非晶細(xì)帶甩制過(guò)程中自動(dòng)分離成一定長(zhǎng)度的條段,并配以自動(dòng)收集整理功能,無(wú)需像現(xiàn)有技術(shù)那樣耗費(fèi)勞力和時(shí)間對(duì)非晶細(xì)絲或細(xì)帶帶進(jìn)行盤(pán)繞和倒盤(pán),避免生產(chǎn)過(guò)程的勞動(dòng)成本浪費(fèi),顯著地降低生產(chǎn)成本。現(xiàn)有制備非晶薄帶的技術(shù),都需要先將長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米的連續(xù)非晶薄帶進(jìn)行盤(pán)繞。這種盤(pán)繞過(guò)程,存在嚴(yán)重的勞動(dòng)力浪費(fèi),增加了勞動(dòng)力成本,因?yàn)檫@種盤(pán)繞不符合后續(xù)應(yīng)用的要求,還得將盤(pán)繞成卷的非晶薄帶重新倒出來(lái)。而且為了等待已甩制非晶薄帶的盤(pán)繞,不能進(jìn)行連續(xù)的非晶薄帶甩制,窩工嚴(yán)重,影響了非晶薄帶的生產(chǎn)效率。其次,采用本發(fā)明技術(shù)可以直接獲得需要長(zhǎng)度的非晶薄帶,無(wú)需耗費(fèi)勞力和時(shí)間對(duì)非晶薄帶進(jìn)行倒盤(pán)和分切,避免生產(chǎn)過(guò)程的勞動(dòng)成本浪費(fèi),顯著地降低生產(chǎn)成本。由于現(xiàn)有制備非晶薄帶的技術(shù)都是將非晶薄帶盤(pán)繞成卷,成卷的非晶薄帶往往不符合應(yīng)用的要求,通常需要盤(pán)繞成卷的非晶薄帶重新倒出來(lái)進(jìn)行分切。這種倒卷分切過(guò)程費(fèi)工費(fèi)時(shí),一般需要占據(jù)非晶器件生產(chǎn)勞動(dòng)成本的50%以上??梢?jiàn),采用本發(fā)明技術(shù),可以比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省50%以上的勞動(dòng)力成本。
(3)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非晶細(xì)帶制備方法,不同于現(xiàn)有制備非晶細(xì)絲或帶的一般技術(shù)。相比現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型技術(shù)具有高效率的優(yōu)勢(shì)。除上述無(wú)纏繞、無(wú)需盤(pán)繞、無(wú)需倒盤(pán)、無(wú)需分切等原因使得本發(fā)明技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)具有減少窩工、提高效率、降低生產(chǎn)成本的優(yōu)勢(shì)外,本實(shí)用新型技術(shù)還采用多噴嘴同時(shí)甩制多條非晶細(xì)帶的技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)只采用一個(gè)噴嘴,一次只能制備一根非晶細(xì)絲或非晶細(xì)帶。因?yàn)?,現(xiàn)有技術(shù)在制備非晶細(xì)絲或細(xì)帶過(guò)程中是采用連續(xù)噴制方法,一次制備一根細(xì)絲都存在嚴(yán)重纏繞,如果同時(shí)制備多根則會(huì)纏繞的更嚴(yán)重,所以無(wú)法同時(shí)制備多根。本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)則不同,在甩制過(guò)程中自動(dòng)將非晶絲或細(xì)帶分離成一定的長(zhǎng)度,無(wú)纏繞現(xiàn)象,所以準(zhǔn)許同時(shí)制備多根細(xì)絲或細(xì)帶。這樣,本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)在同樣的時(shí)間就可以多倍于現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)量,體現(xiàn)高效率的優(yōu)勢(shì)。
(4)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非晶細(xì)帶制備方法,不同于現(xiàn)有制備非晶細(xì)絲或帶的一般技術(shù)。相比現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)制備的非晶細(xì)帶的性能具有明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)制備材料性能的優(yōu)勢(shì)。本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù),由于在非晶細(xì)帶甩制過(guò)程中直接形成需要長(zhǎng)度的非晶薄帶,無(wú)需盤(pán)繞、分切,也就避免了現(xiàn)有技術(shù)因盤(pán)繞、分切引入應(yīng)力作用感生磁各向異性使材料性能下降的問(wèn)題,因此,采用本發(fā)明技術(shù)制備的非晶細(xì)帶的矯頑力、磁導(dǎo)率和剩磁等技術(shù)指標(biāo)都明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)制備的非晶薄帶。
(5)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非晶細(xì)帶制備方法,不同于現(xiàn)有制備非晶細(xì)絲或帶的一般技術(shù)。相比現(xiàn)有技術(shù),具有顯著節(jié)能的優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)可以同時(shí)制備多根非晶細(xì)帶,生產(chǎn)效率是現(xiàn)有技術(shù)的多倍,而節(jié)能是多倍的平方分之一。如使用5個(gè)噴嘴同時(shí)制備5根非晶細(xì)帶,則生產(chǎn)效率是5倍于現(xiàn)有技術(shù),而單位長(zhǎng)度細(xì)帶的耗能只有現(xiàn)有技術(shù)的1/25;如采用10個(gè)噴嘴同時(shí)制備10根非晶細(xì)帶,相比現(xiàn)有單根非晶細(xì)帶制備技術(shù)則生產(chǎn)效率是10倍于現(xiàn)有技術(shù),相應(yīng)的耗能則是1/100。因?yàn)椋诜蔷е苽溥^(guò)程中,熔體的溫度維持需要耗費(fèi)大量的能源,采用多噴嘴,不但縮短了甩制時(shí)間,同時(shí),在一個(gè)時(shí)間里又是多根一起產(chǎn)出,對(duì)于單位長(zhǎng)度細(xì)帶的耗能又要多根分?jǐn)?,結(jié)果自然是噴射孔數(shù)平方分之一的關(guān)系。
再者,由于采用本實(shí)用新型技術(shù)制備的材料性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)制備的材料,使得后續(xù)制備的器件也性能更優(yōu),具有節(jié)能效果
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。