[實用新型]鐵基塊體非晶合金環形磁芯的銅模吸鑄制備裝置

無效

• 申請號: 200920052603.0
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN201385116Y
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 陳先朝;楊元政;謝致薇;徐志武;溫敦古;張奇;任強
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B22D18/06
• 分類號: B22D18/06;B22D7/06;C22C45/02;H01F41/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 林麗明

技術領域

本實用新型是一種鐵基塊體非晶合金環形磁芯的銅模吸鑄制備裝置，屬于鐵基塊體非晶合金環形磁芯的銅模吸鑄制備裝置的改造技術。

背景技術

非晶態合金由于其無序結構的特點，不存在磁晶各向異性，因而易于磁化；而且沒有位錯、晶界等晶體缺陷，故磁導率、飽和磁感應強度高；矯頑力低、損耗小，是理想的軟磁材料。現市場上在電路中用到的變壓器、電路尖鋒抑制器等小型磁性器件，多用硅鋼等金屬軟磁材料和鐵氧體軟磁材料做成，其鐵芯損耗大。若用非晶帶材制作，一方面帶材繞成小型環形磁性器件難度較大，另一方面計算其性能參數時所用的體積要乘以0.8的疊片系數，不利于電路小型化的發展趨勢。

實用新型內容

本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種結構簡單，操作方便的鐵基塊體非晶合金環形磁芯的銅模吸鑄制備裝置。本實用新型制備效率高，且工藝條件簡單，容易在工業生產條件下實施。

本實用新型的技術方案是：本實用新型鐵基塊體非晶合金環形磁芯的銅模吸鑄制備裝置，包括有電極、爐腔、銅坩堝、銅模、型芯、型腔、吸鑄管、水冷裝置，爐腔內設有若干個銅坩堝，其中至少一個銅坩堝為吸鑄用銅坩堝，其余為熔煉用銅坩堝，電極穿過爐殼伸進爐腔內的熔煉用銅坩堝中，熔煉用銅坩堝內放入按成分要求配制好的有軟磁的鐵基塊體非晶合金原料，吸鑄用銅坩堝的下部設有水冷裝置，且水冷裝置內設有銅模，銅模內設有與吸鑄用銅坩堝相通的型腔，型腔內設有型芯，型腔外設有能將吸鑄用銅坩堝中的合金液吸入到帶有型芯的型腔中的吸鑄管。

上述爐腔為真空電弧爐爐腔。

上述型芯用石墨材料做出。

本實用新型由于采用將有軟磁的鐵基塊體非晶合金，按成分要求配制好原料，用真空電弧爐在惰性氣體保護下多次冶煉合金，然后吸鑄到帶有型芯的水冷銅模中，直接得到鐵基塊體非晶合金環形磁芯的結構，采用本實用新型制備的鐵基塊體非晶合金環形磁芯，內外徑直接鑄造成型，經線切割得到所需的高度尺寸，解決了用非晶條帶繞制存在占空系數的問題。用水冷銅模吸鑄法制備鐵基塊體非晶合金環形磁芯，該環形磁芯磁導率、飽和磁感應強度高，矯頑力低、損耗小。本實用新型利用電弧熔煉合金的無污染、均勻性好的優點，又利用了吸鑄技術熔體充型好、銅模冷卻快的長處，合金的熔煉、充型、凝固過程在真空腔內通過一次抽真空完成，避免了接觸空氣和外界污染，制備效率高，且工藝條件簡單，容易在工業生產條件下實施，可廣泛應用于小型變壓器、電路尖鋒抑制器等領域。本實用新型是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的鐵基塊體非晶合金環形磁芯的銅模吸鑄制備裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型鐵基塊體非晶合金環形磁芯的銅模吸鑄制備裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型制作的塊體非晶合金環形磁芯用作電路尖鋒抑制器的電路示意圖。

具體實施方式

實施例：

本實用新型鐵基塊體非晶合金環形磁芯的銅模吸鑄制備裝置的結構示意圖如圖1所示，包括有電極1、爐腔2、銅坩堝3、銅模4、型芯5、型腔6、吸鑄管7、水冷裝置8，爐腔2內設有若干個銅坩堝3，其中至少一個銅坩堝3為吸鑄用銅坩堝，其余為熔煉用銅坩堝，電極1穿過爐殼伸進爐腔2內的熔煉用銅坩堝3中，熔煉用銅坩堝3內放入按成分要求配制好的有軟磁的鐵基塊體非晶合金原料，吸鑄用銅坩堝(3)的下部設有水冷裝置8，且水冷裝置8內設有銅模4，銅模4內設有與吸鑄用銅坩堝3相通的型腔6，型腔6內設有型芯5，型腔6外設有能將吸鑄用銅坩堝3中的合金液吸入到帶有型芯5的型腔6中的吸鑄管7。

上述爐腔2為真空電弧爐爐腔。

上述型芯5用石墨材料做出。

本實用新型鐵基塊體非晶合金環形磁芯的銅模吸鑄制備裝置的制備方法，其包括如下具體步驟：

1)選用具體有軟磁的鐵基塊體非晶合金，按成分要求配制好原料，置于爐腔2的熔煉用銅坩堝3中；

2)然后對爐腔2抽真空，當達到一定的真空度后充入氬氣等惰性氣體至一個大氣壓，在惰性氣體保護下熔煉合金3～5次成母合金；

3)然后把母合金移至吸鑄用銅坩堝3中再次熔化成液體后吸入到帶有型芯5的型腔6中，并通過水冷裝置8快速冷卻，得到塊體非晶合金棒，型腔6的內腔形成磁芯的外徑，型芯5形成磁芯的內徑；

4)取出銅模4，把銅模4分成兩半，得到帶石墨芯的塊體非晶合金棒；

5)用線切割機切割非晶合金棒，得到所需的高度尺寸，去掉型芯石墨，即獲得所需的塊體非晶合金環形磁芯。

上述步驟5)得到的環形磁芯表面經絕緣處理后，繞上線圈，即做成了小型電感或電路尖鋒抑制器。圖2為本實用新型制作的塊體非晶合金環形磁芯用作電路尖鋒抑制器9的電路示意圖，若在兩個二極管10之前沒有連接尖鋒抑制器9，當整流電路的頻率高到一定值后，由于整流二極管10的反相恢復作用，輸出波形會出現反向尖鋒。接上該實用新型所做的尖鋒抑制器9后，由于非晶合金磁芯具有飽和磁感應強度高、磁導率高、矯頑力低和電感大，當突變的電流(包括方向和大小)出現時，尖鋒抑制器9具有明顯的抑制作用，減小整流二極管10反相恢復所造成的峰值突變。