[發明專利]用于制備非晶合金的系統

有效

• 申請號: 201510347041.2
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN104947007B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 葛亞瓊;王文先;崔澤琴;閆志峰;干宇;暢澤欣
• 申請（專利權）人: 太原科技大學;太原理工大學
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00;C22C1/04;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及非晶合金制備領域，特別涉及一種用于制備非晶合金的系統。

背景技術

非晶合金兼具一般金屬和玻璃的特性，但具有比晶體合金更高的強度、硬度、耐蝕性能等特點。近些年，非晶合金受到了廣泛關注，其理論研究及應用研究如火如荼進行著。隨著非晶合金的理論研究逐步成熟，亟待著更多非晶合金產品得到更廣泛的應用。

非晶合金的制備方法有噴射吸鑄法、水淬法、液態模鍛法、定向凝固法、落管法等，但這些方法制備的非晶合金仍然在微粒和薄膜尺度上徘徊，嚴重限制了非晶合金在工業中大面積的應用，因而對非晶合金成形新方法和新裝置的需求日益迫切。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出一種用于制備非晶合金的系統，包括：激光加熱裝置、送粉裝置、支撐裝置、旋轉驅動裝置、冷卻裝置和基體材料；其中，所述激光加熱裝置用于提供激光束，并且其激光發射口與所述基體材料的上表面相對設置；所述送粉裝置用于將原料粉末輸送至所述基體材料的上表面；所述冷卻裝置包括：供液機構、冷卻介質和反應器；所述供液機構用于將所述冷卻介質供入所述反應器；所述基體材料位于所述反應器內，所述基體材料部分浸入所述冷卻介質中，并且其上表面裸露；所述基體材料的一端由所述支撐裝置支撐，另一端與所述旋轉驅動裝置相連；所述旋轉驅動裝置用于驅動所述基體材料沿豎直面轉動。

進一步地，所述支撐裝置包括：支架，和與所述支架相連的懸吊帶，所述基體材料的一端與所述懸吊帶相連。

進一步地，所述旋轉驅動裝置包括：電機、傳動軸、傳動鏈條、主動齒輪和從動齒輪；所述傳動軸的一端與所述電機的輸出軸相連，另一端與所述主動齒輪相連；所述主動齒輪通過傳動鏈條帶動從動齒輪轉動；所述從動齒輪與所述基體材料的另一端相連。

進一步地，還包括：與所述激光加熱裝置相連的計算機，所述計算機用于控制所述激光加熱裝置。

進一步地，還包括：第一保護氣體裝置；所述第一保護氣體裝置內儲有保護氣體，其排氣口延伸入所述反應器內，并位于所述基體材料的上方。

進一步地，所述冷卻介質為液氮。

進一步地，所述激光加熱裝置的激光加工頭開設有進氣口；所述激光加熱裝置還包括第二保護氣體裝置；所述第二保護氣體裝置內儲有保護氣體，所述第二保護氣體裝置的排氣口與所述進氣口聯通。

進一步地，所述送粉裝置包括：儲粉器、送粉通路和送粉頭；所述儲粉器內儲有原料粉末；所述送粉通路一端與所述儲粉器的排粉口聯通，另一端與所述送粉頭相連。

進一步地，所述送粉裝置還包括支持架；所述支持架一端與所述激光加工頭相連，另一端與所述送粉頭相連；所述送粉頭的出粉位置與從所述激光加熱裝置發射出的激光束相對應。

進一步地，所述第一保護氣體裝置和/或第二保護氣體裝置包括：儲氣部件、排氣部件和導氣通路；所述儲氣部件內儲有保護氣體，所述保護氣體順次通過排氣部件和導氣通路排出；所述保護氣體為氬氣、氮氣或氦氣。

本發明提供一種用于制備非晶合金的系統，該系統包括激光加熱裝置、送粉裝置、支撐裝置、旋轉驅動裝置、冷卻裝置和基體材料。其中，冷卻裝置用于為基體材料提供快速冷卻環境；送粉裝置用于將原料粉末輸送至基體材料表面；基體材料的一端由支撐裝置支撐，另一端與旋轉驅動裝置相連；激光加熱裝置將聚焦后的激光照射基體材料上的原料粉末，原料粉末被聚焦后的激光束照射加熱形成熔滴，并與激光束下方的基體材料上表面形成重熔區；開啟旋轉驅動裝置，旋轉驅動裝置驅動基體材料轉動，重熔區迅速浸入冷卻介質中實現快速冷卻，進而在基體材料表面制得非晶合金，重復上述加熱和冷卻的步驟可以制備較大尺寸的非晶合金。本發明提供的系統將激光增材制造與快速冷卻技術相結合，使用該系統可以制備出尺寸較大的非晶合金，并且操作簡單。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例提供的用于制備非晶合金的結構示意圖；

圖2為利用本發明實施例提供的系統制備的非晶合金宏觀形貌圖。

附圖標記說明：

11激光加熱裝置12 聚焦透鏡

13計算機14 激光加工頭

151 儲氣部件152排氣部件

153 導氣通路2基體材料

311 儲液部312排液部

313 導液部32 冷卻介質

33反應器41 支架

42懸吊帶51 儲粉器