[發明專利]陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置及方法

有效

• 申請號: 201610287346.3
• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN105903931B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 冷海燕;李謙;王剛;周國治
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B22D27/02
• 分類號: B22D27/02;C22C1/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置，其特征在于，所述陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置包括：

進排氣口，用于通入高純氬氣；

真空高壓室，為圓柱形不銹鋼容器，與銅模相連并密封，用于放置坩堝和電磁感應線圈；

電磁感應線圈，對合金進行加熱熔化及熔體凈化；

坩堝，用于盛放合金，是加熱熔化、熔體攪拌及熔體凈化的容器；

銅模，與坩堝相連，用于冶煉完成的合金熔體澆鑄，制備非晶合金棒；

銅模底蓋，與銅模相連，用于防止合金熔體從銅模中流出；

密封墊圈，位于銅模與銅模底蓋之間，保證兩者之間的連接處無縫隙，保證密封性；

冷卻水，用于冷卻銅模，帶走熱量；

水套，盛放冷卻水的容器，在熔煉合金澆鑄的同時將銅模浸沒在里面，起到冷卻銅模，帶走熔煉合金凝固的熱量的作用，實現快速冷卻；

所述陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置將一系列坩堝和冷卻水水冷的銅模作為一個模塊，將12～21個模塊整合在一臺裝置中，共用一套電磁感應線圈和水套。

2.如權利要求1所述的陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置，其特征在于，所述坩堝的材料為無機非金屬，直徑為20～30mm，坩堝材料種類包括Al₂O₃、SiO₂、BaZrO₃、ZrO₂、CaO、石墨，用于適應不同合金成分。

3.如權利要求1所述的陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置，其特征在于，所述陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置采用電磁感應技術。

4.如權利要求1所述的陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置，其特征在于，所述進排氣口聯通高壓氬氣瓶以及真空泵，在熔煉階段，真空高壓室內為高真空環境，以確保合金熔煉環境的清潔；在澆鑄階段，真空高壓室內為高壓氬氣環境，以實現合金熔體的加壓鑄造。

5.如權利要求1所述的陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置，其特征在于，所述冷卻水水冷的銅模的冷卻速度50～200℃/s，冷卻水水冷的銅模芯的直徑為2-8mm。

6.如權利要求1所述的陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置，其特征在于，所述進排氣口位于真空高壓室的頂端，電磁感應線圈位于坩堝的外側，坩堝位于真空高壓室內，銅模的一部分位于坩堝的底端且位于真空高壓室內，銅模的另一部分位于水套內且與銅模底蓋連接，密封墊圈位于銅模底蓋內，冷卻水位于水套內。

7.如權利要求1所述的陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置，其特征在于，所述坩堝內設有熔煉合金。

8.一種利用權利要求1所述的陣列式塊體非晶合金的高通量制備裝置實施陣列式塊體非晶合金的高通量制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，將不同成分設計的合金組元按配比稱量后放入坩堝中，通過電磁感應線圈將合金迅速熔化，由于表面張力使液態合金不會自動滴漏；

步驟二，在合金熔化后，通過改變電磁場參數，在加熱的同時，對合金熔體進行攪拌，使成分充分均勻化，并促使熔體中雜質和夾雜物上浮分離；

步驟三，熔體制備完成后，將銅模浸沒在盛有冷卻水的水套中，從坩堝上部通過進排氣口通入0.1～1.0MPa的高純氬氣，將合金熔體壓入冷卻水水冷的銅模中，在50～200℃/s的冷卻速度下得到不同成分的非晶合金棒。