[發(fā)明專利]一種連續(xù)制備非晶合金絲的方法及其裝置

有效

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• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN102127720A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 張勇;趙楊勇;廖衛(wèi)兵;朱志光;胡繼明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00;C22C1/03
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于制取非晶合金絲的直接成形和近凈成形技術(shù)，主要提供了一種連續(xù)制備非晶合金絲的方法及其裝置。

背景技術(shù)

非晶合金絲是繼非晶薄帶后出現(xiàn)的新型非晶材料，具有特殊的力學性能和物理性能：抗拉強度高、彈性極限大、獨特的磁效應，包括巨磁阻抗效應和大巴克豪森效應等。因此，非晶合金絲既可作為結(jié)構(gòu)材料，也可作為功能材料。制備圓度高、均勻性好的非晶合金絲，已成為各國爭相研究的關鍵技術(shù)。

現(xiàn)有的非晶合金絲制備方法包括玻璃包覆法、內(nèi)圓水紡法和熔體抽拉法。內(nèi)圓水紡法制絲冷卻能力較差，而且冷卻液易與高溫熔融合金反應，熔體抽拉法難以制備連續(xù)超長非晶合金絲。只有玻璃包覆法能制備超細（3~100μm）非晶合金絲。

目前，國內(nèi)外的玻璃包覆裝置大多無法實現(xiàn)合金原料在制備過程中的連續(xù)補充，因而無法達到連續(xù)制備非晶合金絲的目的；實現(xiàn)連續(xù)進料的裝置往往又無法做到與大氣隔絕，而只能在敞口的玻璃試管中通入氬氣保護，對于易高溫氧化合金系，無法達到連續(xù)制備的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)制備超細非晶合金絲的方法和裝置，實現(xiàn)非晶合金絲的連續(xù)制備，制備直徑?3~100μm，高質(zhì)量超細連續(xù)的非晶合金絲材。適合于Fe基、Co基、Ni基等非晶合金絲的連續(xù)生產(chǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種連續(xù)制備非晶合金絲的方法，具體包括以下步驟：

步驟1：先將按名義成分配好的合金電弧爐熔煉成均勻的母合金，并吸鑄成直徑為3~10mm的合金棒，切割成長為4~10mm的合金錠和長為10~70mm的合金棒；

步驟2：將制好的合金錠放入玻璃管的底部，合金棒與導入桿連接，玻璃管與焊接波紋管連接后，開機械泵抽真空至2.5Pa，充氬氣至0.1MPa，接著再抽真空至2.5Pa，充氬氣至0.1MPa；

步驟3：啟動感應線圈所附帶的高頻感應裝置，將合金錠感應熔化，同時玻璃管底部軟化；啟動紅外測溫儀監(jiān)測合金溫度，當合金錠和底部玻璃管達到熔融狀態(tài)時，用預先制備好的帶尖端的玻璃棒從軟化的玻璃試管底部牽引出玻璃包覆的合金細絲；同時旋轉(zhuǎn)直線導入器的上端轉(zhuǎn)軸，使導入桿和合金棒下降，補充被消耗的合金；啟動直線伺服電機，升降桿在直線伺服電機的作用下不斷下降，使波紋管伸長，玻璃試管隨之下降，補充被消耗的玻璃；

步驟4：將連續(xù)得到直徑為3~100μm的玻璃包覆的合金細絲經(jīng)水冷裝置噴水冷卻，后經(jīng)導輪繞在繞絲輪上。

本發(fā)明的另一目的提供上述制備方法的裝置，該裝置由真空系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、合金導入系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和繞絲系統(tǒng)組成，其中，所述合金導入系統(tǒng)由直線導入器、四通、導入桿、波紋管和玻璃管組成，所述升降系統(tǒng)由伺服電機和升降桿構(gòu)成；其中，所述直線導入器與所述四通上部連接，所述波紋管與所述四通的下部焊接，所述波紋管的底部與玻璃管連接，所述玻璃管中設置有導入桿，所述導入桿穿過所述波紋管和四通與所述直線導入器連接，所述波紋管的底部與所述升降桿連接，所述升降桿與直線伺服電機連接。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明突破了以往玻璃包覆法的缺陷，在完全隔絕空氣，高純氬氣保護下連續(xù)補充合金原料，實現(xiàn)了徹底避免絲材氧化下的連續(xù)生產(chǎn)。具有生產(chǎn)流程短、效益高、連續(xù)制備等優(yōu)點，制備出的非晶合金絲圓度高、均勻性好，適于大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

該方法制備的非晶合金絲表面質(zhì)量好、圓度高、超細，可達3~100μm,是目前制備非晶合金絲中比較細的一種方法。

附圖說明

圖1是本發(fā)明連續(xù)制備非晶合金絲的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明玻璃包覆非晶合金絲的X射線衍射圖譜。

圖中