專利名稱：制取非晶質(zhì)金屬合金絲的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非晶質(zhì)的金屬合金絲。特別涉及通過在液體介質(zhì)中快速速冷卻制取非晶質(zhì)金屬合金絲的方法和裝置，上述合金特別是鐵基的。
通過將熔融的合金流噴射到液體層中，例如噴射到水層中而制取非晶質(zhì)金屬絲已是公知技術(shù)，在這類公知技術(shù)中，上述冷卻液體由于離心力的作用而貼附在轉(zhuǎn)動滾筒的內(nèi)壁上或分布在運動的傳送帶的底部上。這類制取方法已在專利文獻(xiàn)中敘述過，例美國專利3845805和4523626。
這些方法具有下列缺點噴射的金屬流有分解成液滴的傾向，這或者引起金屬流變得斷斷續(xù)續(xù)，從而無法獲得一連續(xù)的金屬絲，或者雖然能獲取一連續(xù)的金屬絲，但其斷面是不規(guī)則的。
為避免出現(xiàn)上述分解成液滴的傾向，在鐵基合金的情況下，必須遵守下列操作條件-熔融金屬出口噴咀與冷卻水之間距離應(yīng)當(dāng)很小，大約小于3毫米;
-液體金屬噴射速度應(yīng)當(dāng)很高，至少約等于8米/秒，這就是說用來將金屬從噴咀噴射出的氣體的壓力應(yīng)當(dāng)是很高的，至少等于3.5巴;
-另外，熔融金屬與外部介質(zhì)之間的溫差是很大的，由于噴咀與冷卻水之間距離很小，所以不可能采用普通零件對噴咀和盛有熔融的、能形成非晶質(zhì)的合金的貯液器進(jìn)行絕熱和增強(qiáng)其性能。因此只有采用如二氧化硅這樣特殊的材料才行，二氧化硅這種材料能經(jīng)受很大的溫度差，但與此相反這種材料卻經(jīng)受不住壓力，以致于用來將金屬從噴咀噴出的氣體的壓力要小于5巴。一般說這就導(dǎo)致金屬流的速度小于10米/秒，其結(jié)果是金屬流缺乏勻稱性以及制取金屬絲的速度降低;
-在制取金屬絲時必須對各種操作特性進(jìn)行嚴(yán)格的協(xié)調(diào)，而這種協(xié)調(diào)在工業(yè)生產(chǎn)條件下是很難進(jìn)行，很難得到保證的;
-最后，在采用轉(zhuǎn)動滾筒和轉(zhuǎn)動液筒中水在離心力作用下貼附在滾筒內(nèi)壁情況下，由于在噴咀和水之間距離應(yīng)當(dāng)很小，金屬流由其出來的貯液器應(yīng)當(dāng)設(shè)置在液筒的內(nèi)部，這樣，由于尺寸的緣故，貯液器的容量不能超過約500克的金屬量，而所制造出來的金屬絲的長度也就必須受到限制。
法國專利NO2136976，NO2230438和NO2367563，以及科技文獻(xiàn)“用鋼液制取金屬絲”(登載在《冶金雜志》上，1977年3月號，作者馬蘇伯爾，弗利熱及其合作者)等敘述了一種在某種氣體氣氛中冷卻熔融金屬流直至凝固而制取鋼絲的方法，該金屬流通過表面的氧化反應(yīng)作用而達(dá)到穩(wěn)定。該方法需要金屬流在上述氣體氣氛中的行程長度特別長以便獲得凝固效果，因而該方法不適用于制取非晶質(zhì)合金絲，因為其淬火速度不夠快。
本發(fā)明的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
本發(fā)明涉及一種制取非晶質(zhì)金屬合金絲的方法，該方法是使熔融的、能形成非晶質(zhì)的一種合金流通過一噴咀並使其進(jìn)入一種冷卻液體中以便使該金屬流獲得快速凝固，從而產(chǎn)生非晶質(zhì)金屬絲，所述方法有以下各點特征1.在金屬流進(jìn)入冷卻液之前，使其與一種能至少與合金中一種組分起化學(xué)反應(yīng)的氣體接觸;
2.上述化學(xué)反應(yīng)在表面進(jìn)行，以便在金屬流周圍形成一層能穩(wěn)定該金屬流的反應(yīng)物層;
3.金屬流從噴咀到冷卻液所經(jīng)過的距離可以大于1厘米。
本發(fā)明還涉及一種制取非晶質(zhì)金屬合金絲的裝置，該裝置設(shè)有一能盛裝呈液態(tài)的，能形成非晶質(zhì)的合金的貯液器，一噴咀，施加壓力使合金液通過噴咀形成金屬流，向冷卻液流動的諸裝置，該冷卻液能使金屬流得到快速凝固，從而形成非晶質(zhì)金屬絲。所述裝置有以下各點特征1.在貯液器和冷卻液之間設(shè)有一筒殼形裝置，金屬流通過該筒殼后才到達(dá)冷卻液;該筒殼能容有一種至少與合金組分之一起化學(xué)反應(yīng)的氣體;
2.上述化學(xué)反應(yīng)在表面進(jìn)行，以便在金屬流的四周形成能使其穩(wěn)定的反應(yīng)物層;
3.噴咀和筒殼設(shè)置得使金屬流從噴咀到冷卻液體的距離大于1厘米。
本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明方法和裝置而獲得的非晶質(zhì)金屬絲。這種金屬絲可以例如用來增強(qiáng)塑材制品或橡膠制品，尤其是輪胎外胎，本發(fā)明因此也涉及這些制品。
下述實施例以及與其相關(guān)的附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，使本發(fā)明更易得到理解，但本發(fā)明不限于上述實施例。


圖1表示用來獲取非晶質(zhì)金屬絲的公知裝置，該裝置設(shè)有一轉(zhuǎn)動的滾筒，圖1為沿垂直于滾筒轉(zhuǎn)動軸割切的剖面圖;
圖2表示圖1的裝置，為沿含有滾筒轉(zhuǎn)動軸平面剖切的剖面圖，圖2的剖面由圖1中直線段Ⅱ-Ⅱ所示意的剖切位置而得到的;
圖3表示本發(fā)明裝置，為一輪廓外形圖，該裝置設(shè)有一轉(zhuǎn)動液筒和一噴流裝置;
圖4表示圖3的裝置，為沿一通過滾筒轉(zhuǎn)動軸平面的剖面圖，該剖面的位置由圖3中直線段Ⅳ-Ⅳ圖示表示出;
圖5詳細(xì)表示圖3和圖4中所表示裝置的噴流裝置，圖5為沿一通過該裝置軸線平面的剖面圖，該剖面位置由圖4中直線段Ⅴ-Ⅴ表示出;
圖6表示本發(fā)明另一種裝置，該裝置設(shè)有一輸送帶，圖6為沿輸送帶縱向平面的剖面圖;
圖7表示圖6中裝置的輸送帶的一部分，圖7為橫切面的剖面圖，圖7的剖切位置在圖6中直線段Ⅴ11-Ⅴ11表示出。
圖1和圖2表示制取非晶質(zhì)金屬絲的公知裝置，該裝置1設(shè)有一貯液器2，它由一坩鍋組成，坩鍋周圍設(shè)有一感應(yīng)線圈3，它能使盛裝在貯液器2中的，能形成非晶質(zhì)的鐵基金屬合金4熔解。處在壓力下的氣體5，例如氬氣，能使液態(tài)合金4流經(jīng)噴咀6而獲得金屬流7，對于合金4來說，氣體5是惰性的。該金屬流7流達(dá)貼附在滾筒11內(nèi)壁10上的冷卻液體9的液層8，所述冷卻液體例如可以是水。金屬流7凝固速度極快，從而獲得非晶質(zhì)金屬絲12。滾筒繞其軸沿箭頭F11所示方向轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)軸用XX′表示，而由其轉(zhuǎn)動而形成的離心力使冷卻液9以均勻柱層形式貼附在內(nèi)壁10上，圖1為垂直于軸XX′的剖面圖，圖2為沿軸XX′的剖面圖，該剖面位置由圖1中直線段Ⅱ-Ⅱ表示。
金屬流7在其進(jìn)入液層8之前有分解成液滴的傾向。為避免分解成液滴，必須遵守下列操作條件-噴咀6和液層8之間的距離，即金屬流7的長度應(yīng)該是短的，大約小于3毫米;
-金屬流7的噴射速度應(yīng)當(dāng)是高的，至少等于約8米/秒，這就是說，氣體5的壓力應(yīng)當(dāng)是高的，至少等于3.5巴;
-熔融金屬4和貯液器2周圍空氣之間的溫差是很大的，再由于噴咀6和冷卻水9之間的距離很短，因此不可能采用普通零件來對噴咀6和貯液器2進(jìn)行隔熱和使其增強(qiáng)，只能采用如二氧化硅之類的耐火材料，不過二氧化硅抗壓性能不好，于是氬氣的壓力就要小于5巴，並且金屬流7的速度要小于10米/秒，這就使金屬流7缺乏均勻性，且制取金屬絲的速度降低;
-因而在制取金屬絲時就必須嚴(yán)格地協(xié)調(diào)各操作特性，而這種嚴(yán)格的協(xié)調(diào)在工業(yè)生產(chǎn)條件下很難得到保證，而且不是經(jīng)常能找到這種協(xié)調(diào)的辦法;
-貯液器2應(yīng)當(dāng)設(shè)置在滾筒11的內(nèi)部，因而其容量就要縮減，至多約等于500克，金屬絲12的長度也就要受到限制。
圖3和圖4表示出本發(fā)明的裝置20，所述裝置20設(shè)有繞轉(zhuǎn)動軸XX′轉(zhuǎn)動的滾筒，以及能使熔融金屬流7噴射入液層8的噴流裝置21，液層8靠離心力作用貼附在滾筒11的內(nèi)壁10上。
圖3為輪廓外形圖，圖4為沿通過轉(zhuǎn)動軸XX′和金屬流7與液層8接觸點的一平面的剖面圖，該剖面位置在圖3中用直線段1Ⅴ-1Ⅴ表示出。圖5詳細(xì)表示出裝置21的一部分，該圖5為沿通過裝置21軸線yy′的平面的剖面圖，其剖面位置由圖4中直線段Ⅴ-Ⅴ表示出。
裝置21設(shè)置在滾筒的外部。該裝置21設(shè)有一由陶瓷坩鍋組成的貯液器22，坩鍋可以由例如鋯砂或氧化鋁制成。坩鍋22放置在例如由氧化鋁耐火水泥制成的絕熱支撐23上。坩鍋周圍設(shè)有一柱狀外套24，該外套24可以由例如鋯砂制成。在坩鍋22，支撐23和外套24之間填裝有由緊實的氧化鋁粉末構(gòu)成的填料25。外套24周圍設(shè)有感應(yīng)線圈26，該線圈通過電流時能使將形成非晶質(zhì)的鐵基的合金熔化。坩鍋22，支撐23，外套24以及填料25所形成的整體的外圍設(shè)有一外殼27，該外殼由兩層鋼壁28、29組成，在壁28和29之間裝有如水等的冷卻液體30。呈倒杯狀的零件31設(shè)置在孔口32中，孔口32穿過坩鍋22的底部33和外殼27的底部34。支撐23和外套24直接放置在外殼27的底部34上。杯狀零件31可以由例如鋯砂制成。噴咀36設(shè)置在零件31的頂端部分，噴咀36可以由例如鋯砂或二氧化鋁制成，該噴咀36的孔口37沿軸線yy′安置，軸線yy′也是孔口32的軸線和裝置21的軸線。裝置21還設(shè)有一部件38，該部件上有一法蘭39，法蘭39可以使所述部件壓在外殼27上。部件38還設(shè)有一柱狀筒殼40以及環(huán)狀凸邊41，環(huán)狀凸邊41上放置一呈倒杯形的零件42，其頂部43上有一孔口44，孔口44位于噴咀36的孔口37下方而且以yy′為其軸線。法蘭39，柱狀筒殼40和環(huán)狀凸邊41由例如鋼等材料制成。零件42由例如鋯砂之類陶瓷材料制成。柱狀筒殼40在環(huán)狀凸邊41之下的內(nèi)空間45和倒杯狀零件42的內(nèi)空間46通過孔口47互相連通，構(gòu)成筒殼總體48。
凸緣39處的密封通過環(huán)狀墊圈49來實現(xiàn)，墊圈49可以由例如橡膠制成。
裝置20的功能如下讓電流通過感應(yīng)線圈26，從而使放置在坩鍋22中的能形成非晶質(zhì)的合金熔化。熔融合金4使予先放置在支撐件31周圍，即支撐件31為一方與坩鍋22，外殼27和支撐件23為另一方這兩者之間的鋼環(huán)套50的上部熔融。鋼環(huán)套50的部分熔融就在支撐件31和坩鍋22之間形成鋼墊圈51。該墊圈51連同環(huán)狀墊圈49一道確保裝置21有良好的密封性。在合金4上面的處于坩鍋中的氬氣在壓力作用下將所述合金噴擠出，通過噴咀36而形成金屬流7，金屬流7沿yy′軸線方向通過件42上的孔口44，通過內(nèi)空間45和46，即筒殼48，最后從裝置21噴出而進(jìn)入水9的液層8中進(jìn)行快速凝固，從而形成金屬絲12。淬火速度(淬火方式是公知的)在105度℃/秒范圍中，水9由設(shè)在滾筒周圍的公知的冷卻系統(tǒng)來進(jìn)行冷卻，由于簡化緣故，該系統(tǒng)未在附圖中表示出來。在柱狀筒殼40上設(shè)有孔口53，通過孔口53可以引入少量的氫氣52。于是，氫氣52充滿空間54，該空間位于杯狀零件42的外圍，即零件42與支撐件31，柱狀筒殼40和環(huán)狀凸邊41之間。這樣氫氣就會與噴咀36接觸。
操作中還引入氣體55，該氣體能夠至少與合金4的組分之一進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，氣體55可以是例如由氫氣和水蒸氣組成的混合物，它由開設(shè)在柱狀筒殼40上位于環(huán)狀凸邊41之下的孔口56引入?；旌衔?5由此而充滿了內(nèi)空間45、46，即充滿了筒殼48中。氫氣52由筒殼48上的孔口44逸出。氫氣從筒殼40中逸出而進(jìn)入大氣中時進(jìn)行燃燒，這是為了安全緣故，因此在裝置20運行時，通過孔口53保持一股氫氣流52，通過孔口56保持一股氫氣與水蒸氣的混合流?；旌蠚?5在與高溫的金屬流接觸時能至少對合金4中一元素(尤其是硅)起氧化作用。該氧化反應(yīng)在表面進(jìn)行，形成非常薄的氧化層，該氧化層能使金屬流7穩(wěn)定，而金屬流7作為整體說仍然是液體。氫氣52與噴咀36接觸能保護(hù)噴咀使其不受混合氣55的作用。能使金屬流7穩(wěn)定的現(xiàn)象是復(fù)雜的，這很可能是由下列原因引起的由于形成超微的表面氧化層，其厚度小于0.1mm，則表面氧化作用表現(xiàn)為表面張力減小和表面層粘度的增加。由于上述穩(wěn)定化作用，金屬流7的長度L(指噴咀7和液層8之間的)可以容易地超過1厘米，該長度L最好在10厘米和1米之間。這可以帶來下述好處-由于加大噴咀36和液層8之間的距離。則可以獲得較大的可使用空間，以便能在其間設(shè)置一些能改善裝置21抗熱性和機(jī)械強(qiáng)度的零件。實際上，支撐23，外套24和填料25使坩鍋具有良好的絕熱性。另外，支撐件31沿平行軸線yy′方向的長度可以很長，這就使得該支撐件31可以避免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，加長的支撐件31和杯狀零件42也使得噴咀36具有良好的絕熱性。最后，鋼外殼27使整體裝置具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，總之由于L長度的加長使得設(shè)置上述零件成為可能。裝置21耐熱性及機(jī)械強(qiáng)度的改善給提高氣體5的壓力帶來機(jī)會，現(xiàn)在氣體5的壓力可以超過5巴，于是金屬流的速度也可超過10米/秒。
-裝置21和坩鍋22均設(shè)置在滾筒11的外部，因而就有可能采用大容量的坩鍋22，大量的合金4，即超過500克，這樣就有可能使金屬絲12的長度增長。
-噴咀36和液層8之間的距離可以在很大的范圍內(nèi)變化，這就使得在調(diào)節(jié)裝置21與滾筒之間相對關(guān)系時可以有很大的靈活性，尤其是涉及到調(diào)節(jié)金屬流7相對于液層8的表面80(沿XX′軸線方向設(shè)置)的方向時更是如此。
-金屬流7的穩(wěn)定使得有可能采用較低的氣體5的壓力，如果希望采用低壓力的話，例如壓力低于3.5巴，從而金屬流7的速度也就降低，例如低于8米/秒，由于在選擇壓力上有靈活性，上述作法還有利于增加調(diào)節(jié)裝置20的靈活性。較低速度的金屬流7例如在氧化反應(yīng)的動力學(xué)過程很緩慢情況下是必要的，既使在這種情況下、本發(fā)明也能獲得連續(xù)的金屬流7。
-最后，本發(fā)明裝置20可以擴(kuò)大合金成分的范圍，它是由于這些成分才有可能制取非晶質(zhì)金屬絲。實際上，公知的裝置，例如裝置1，不可能用含有鐵，硅，硼，或當(dāng)硅含量少于5%(原子百分?jǐn)?shù))時含鐵，鎳，硅和硼的合金來制取非晶質(zhì)金屬絲，此時只能獲取金屬球珠。與此相反，本發(fā)明卻可以用上述那種合金來制取非晶質(zhì)的金屬絲，既使硅含量少于5%(原子百分?jǐn)?shù))，這主要是由于有氧化性氣體55存在的緣故。
為了使金屬流7能經(jīng)受住在液層8中的極快速度的淬火而制取非晶質(zhì)的金屬絲12，重要的是要讓金屬流7在整個長度L過程中都保持液態(tài)，也就是說當(dāng)金屬流7與水9相碰撞時，金屬流7的溫度應(yīng)當(dāng)高于合金4的熔化溫度。因此氫氣52和氧化性混合氣55不應(yīng)該明顯地對金屬流7進(jìn)行冷卻，凝固過程只在液層8中進(jìn)行。當(dāng)合金4含有硅時，以及金屬流7的穩(wěn)定化是由硅的氧化來實現(xiàn)的，那么硅在合金4中的含量就好高于0.2%(原子百分?jǐn)?shù))。
金屬流7例如說是由高往低沿垂直方向流動，正如前述中裝置20的情況，而滾筒11的軸線XX′以及將液層8限定在XX′軸線方向的柱狀水液各母線80與垂直方向形成40至70度夾角。但也可以讓金屬流7從裝置21噴出時沿另外方向流動，例如說沿水平方向流動，或從低到高的流動。
現(xiàn)舉例來說明裝置20各特征參數(shù)滾筒11的直徑47厘米;
軸線XX′相對于垂直線的角度45°;
液層表面80轉(zhuǎn)動的線速度與金屬流7的線速度同一個數(shù)量級;
液層8的厚度0.5-3厘米;
坩鍋22容量為3公斤(3公斤的可形成非晶質(zhì)的合金4);
噴咀36之噴口直徑165微米;
冷卻水9的溫度5℃;
上述裝置20用來實施下述兩個實驗的實驗1合金4成分Fe78Si9B13，即78%的Fe，9%的Si，13%的B(按原子百分?jǐn)?shù)計);
該合金熔化溫度1170℃;
合金4在坩鍋22中的溫度1200℃;
氣體5的壓力5巴;
金屬流7從噴咀36出口的速度10米/秒;
噴咀36與液層8之間的距離30厘米，該距離等于金屬流7從噴咀36至液層8的長度L。
實驗2合金4的成分Fe58Ni20Si10B12，即Fe58%Ni20%，Si10%，B12%(按原子百分?jǐn)?shù)計);
該合金熔化溫度1093℃;
合金4在坩鍋22中的溫度1130℃;
氣體5的壓力10巴;
金屬流7的速度14米/秒;
噴咀36至液層8的距離30厘米，該距離即等于金屬流7從噴咀36至液層8的長度L。
在上述兩實驗中，金屬流7從噴咀36至液層8的整個行程中都是連續(xù)的，設(shè)有形成液滴。連續(xù)的金屬流再加上液層8所產(chǎn)生的極快速冷卻效果就能獲得非晶質(zhì)金屬絲12，其圓斷面的直徑為160微米，金屬絲12的形狀在其長度上都是均勻規(guī)則的。
坩鍋22是作為能在其中進(jìn)行合金4熔化的貯液器而使用的，但也可以使用一種貯液器，其中的金屬液是予先熔化好的然后加注到該器中，加注的方式例如可以是連續(xù)的。
在裝置20中，裝置21是設(shè)置在液筒11的外面，但如果將其設(shè)置在滾筒11內(nèi)部，本發(fā)明仍顯示出其優(yōu)越性，盡管采用的長度L很短，例如2厘米，裝置仍能獲取金屬流7，另外還能極靈活地對噴流進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時還能保護(hù)裝置不受熱影響和機(jī)械損壞作用。
前述各實施例中，冷卻水層8是借離心力在轉(zhuǎn)動的滾筒內(nèi)部形成的，但本發(fā)明也適用于其他形式的冷卻液層，例如可以應(yīng)用運動的皮帶來作為冷卻液的支承體，如圖6和圖7中所示。
圖6中所示裝置60設(shè)有前面敘述過的裝置21以及由滾輪62支承的皮帶61。圖6為沿皮帶長度方向剖切的剖面圖，圖7所示為部分皮帶斷面圖，圖7的斷面由圖6中的直線段Ⅴ11-Ⅴ11表示出其位置。滾輪62使皮帶61能夠移動，皮帶上部的移動方向如箭頭F60所示，是傾斜地指向下方的。圖7所示皮帶上部的斷面由兩基本部分組成，一個基本部分是構(gòu)件63，其形狀為開口朝上的U形，從而在皮帶上形成一通道64，構(gòu)件63支附在具有矩形斷面的下支承件65上，該支承件65經(jīng)過加固以保證必要的剛度。將冷卻液9，例如水，通過管路66引至皮帶上部的頂端，水由皮帶61的帶動而移向下方，其速度與皮帶速度相同，這樣就在通道64中形成一液層67。冷卻水9隨后流入容槽68，其流動方向由箭頭F60b表示。冷卻水接著由泵69重新送到管路66中，以便再次注入皮帶61上。
裝置21將金屬流7引入液層67中，在其中快速淬火以制取非晶質(zhì)金屬絲12。金屬絲12隨冷卻水9沿箭頭F60方向移動，然后被繞卷在卷筒70上，卷筒70設(shè)置在皮帶61的下部的附近。
本發(fā)明還由于利用裝置60而可獲得高速的金屬流和更大靈活性來安置裝置21，並且由于噴咀36和液層67之間的長度較長，還能具有前面所述的由此而引出的各種優(yōu)點。
當(dāng)然本發(fā)明不限制在上述的各實施例，還可以有下列各種設(shè)置和措施-除利用氫-水蒸氣混合物外還可以利用其他的氧化性氣體，例如可以利用氫及二氧化碳的混合氣，氫和碳氧化物的混合氣，或者氫與至少兩種氧化性氣體的混合氣，所述兩種氧化性氣體可以下列中選擇水蒸氣、二氧化碳，碳氧化物;還可以利用氧作為氧化性氣體，或者包含有氧的混合氣，另一種氣體例如可以是空氣;
-還可以利用其他氣體替代氫氣，例如可以用惰性氣體來替代，尤其是氮氣或氬氣;
-可以用氫氣之外的其他氣體來保護(hù)噴咀，甚至可以考慮取消這種保護(hù)，只要噴嘴能經(jīng)受得住使金屬流穩(wěn)定化的氣體的作用;在這種情況下，對于那些很難實現(xiàn)穩(wěn)定化的合金，最好能在金屬流從噴咀出來時引入氧化性氣體直接與金屬流接觸;
-“氧化”一詞應(yīng)當(dāng)廣義地來理解，它包括除產(chǎn)生氧化物以外其他化合物的反應(yīng)，例如產(chǎn)生硫族元素化物(如硫化物);甚至還可以除氧化反應(yīng)外其他化學(xué)反應(yīng)來使金屬流穩(wěn)定化，例如氮化。
權(quán)利要求
1.一種制取非晶質(zhì)合金屬合金絲的方法，該方法由下列步驟組成使一種熔融的能形成非晶質(zhì)的金屬流通過一噴咀，然后使其進(jìn)入冷卻液體中以獲得快速凝固，從而制取非晶質(zhì)金屬絲，所述方法的特征在于在所述金屬流進(jìn)入冷卻液之前，使該金屬流與一種能同至少其合金組分之一起化學(xué)反應(yīng)的氣體接觸所述反應(yīng)在所述金屬流表面進(jìn)行，從而在其周圍形成一表面層，該層能使所述金屬流穩(wěn)定所述金屬流從噴咀到冷卻液體行經(jīng)的距離大于1厘米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所述金屬流從噴咀至冷卻液體行經(jīng)的距離為10至100厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述方法，其特征在于所述化學(xué)反應(yīng)為氧化反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述合金含有硅，氧化反應(yīng)是在硅元素上進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述合金含有0.2%以上的硅(按原子百分?jǐn)?shù)計)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中之一所述的方法，其特征在于所述氣體為一種氣體混合物，該氣體混合物由氫氣或惰性氣體與至少另一種氣體組成，所述另一種氣體由下列中選擇水蒸氣，二氧化碳，碳的氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中之一所述的方法，其特征在于金屬流是在其通過噴咀之前，在熔融的合金上對著合金施加一種惰性氣體而形成的，所述氣體的壓力至少等于5巴，所述金屬流速度至少等于10米/秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中之一所述的方法，其特征在于金屬流是在其通過噴咀之前，在熔融的合金上對著合金施加一種惰性氣體而形成的，所述氣體壓力小于3.5巴，所述金屬流速度小于8米/秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于所述金屬流進(jìn)入到由于離心力作用而貼附在轉(zhuǎn)動滾筒內(nèi)壁的冷卻液體的液層中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述金屬流是通過設(shè)置在所述滾筒外面的裝置而獲得的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于金屬流進(jìn)入到由運動的皮帶帶動的冷卻液體的液層中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中之一所述方法，其特征在于所述噴咀在其形成金屬流一面由一種氣體進(jìn)行保護(hù)。
13.一種制取非晶質(zhì)金屬合金絲的裝置，該裝置由下列部分組成一個能容納處于液體狀態(tài)的、能形成非晶質(zhì)的合金的貯液器，一只噴咀，一些能施加壓力而使液態(tài)合金流經(jīng)噴咀形成金屬流並進(jìn)入到能使其快速凝固的冷卻液體中而形成非晶質(zhì)金屬絲的裝置，其特征在于在所述貯液器和冷卻液體間設(shè)有一筒殼，金屬流穿過該筒殼才進(jìn)入冷卻液體，所述筒殼內(nèi)含有一種至少能與合金組分之一起化學(xué)反應(yīng)的氣體所述化學(xué)反應(yīng)在金屬流外表面進(jìn)行以便在其周圍表面形成一表面層，該層能使金屬流穩(wěn)定;所述噴咀與所述筒殼是這樣設(shè)置的，即金屬流從噴咀至冷卻液體所流經(jīng)的距離大于1厘米。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于從噴咀至冷卻液體的距離為10-100厘米。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的裝置，其特征在于所述反應(yīng)為氧化反應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述合金含有硅，所述氧化反應(yīng)就是在硅元素上進(jìn)行的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于所述合金含有0.2%以上的硅(按原子百分?jǐn)?shù)計)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中之一所述的裝置，其特征在于所述氣體為一種氣體混合物，該氣體混合物由氫氣或一種惰性氣體與至少另一種氣體組成，所述另一種氣體由下列中選擇水蒸氣，二氧化碳，碳的氧化物。
19.根據(jù)權(quán)利要求13至18中之一所述的裝置，其特征在于所述貯液器含有一種作用在合金液上的惰性氣體，其壓力至少等于5巴，所述具有壓力的氣體能使金屬流的速度至少等于10米/秒。
20.根據(jù)權(quán)利要求13至18中之一所述的裝置，其特征在于所述貯液器含有一種作用在合金液上的惰性氣體，其壓力小于3.5巴，在所述具有壓力的氣體作用下金屬流速度小于8米/秒。
21.根據(jù)權(quán)利要求13至20中之一所述的裝置，其特征在于所述裝置設(shè)有一轉(zhuǎn)動滾筒，該滾筒能通過離心力作用在其內(nèi)壁上形成冷卻液體的液層，金屬流正是被引入該液層中的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于所述貯液器設(shè)置在滾筒的外面。
23.根據(jù)權(quán)利要求13至20中之一所述的裝置，其特征在于該裝置設(shè)有一可動的皮帶，該皮帶能帶動冷卻液體的液層，金屬流就是進(jìn)入該液層中的。
24.根據(jù)權(quán)利要求13至23中之一所述的裝置，其特征在于它設(shè)有一些能從金屬流一側(cè)引入氣體與噴咀接觸並對其進(jìn)行保護(hù)的裝置。
25.非晶質(zhì)合金絲，它由權(quán)利要求1至12中之一所述的方法制取，或者由權(quán)利要求13至24中之一所述的裝置制取。
26.由權(quán)利要求25所述合金絲增強(qiáng)的制品。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制品，其特征在于它是輪胎的外胎。
全文摘要
一種制取非晶質(zhì)金屬合金絲的方法和裝置(20)，其特征在于熔融的能形成非晶質(zhì)的合金(4)的金屬流(7)在其進(jìn)入冷卻液體(9)之前，同一種能至少與其合金組分之一起化學(xué)反應(yīng)的氣體(55)相接觸，以便在金屬流周圍表面形成一能使該金屬流穩(wěn)定的表面層。由所述方法和裝置制取的非晶質(zhì)金屬絲。用所述金屬絲增強(qiáng)的制品。
文檔編號B22D11/06GK1041302SQ8910739
公開日1990年4月18日 申請日期1989年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月21日
發(fā)明者比扎奧·迪尼斯, 杜徹夫迪拉維爾·格拉德, 扎里格·古 申請人:米什蘭-西，米什蘭企業(yè)公司