一種非晶合金熔煉系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熔煉系統(tǒng)，尤其涉及一種適于非晶合金熔煉的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶合金所具有的長程無序短程有序的獨特微觀結(jié)構(gòu)使其具備高硬度、高強度、大的彈性應(yīng)變極限、無加工硬化現(xiàn)象、高耐蝕性等優(yōu)良品質(zhì)，正因如此，近年來，非晶合金越來越多的應(yīng)用于醫(yī)療器械行業(yè)、消費電子行業(yè)、微型精密件等高端產(chǎn)業(yè)中，具有非常好的應(yīng)用前景。
[0003]目前非晶合金的制備方法多采用壓鑄的方法，在壓鑄過程中，非晶合金母合金的熔煉系統(tǒng)是最為關(guān)鍵的設(shè)備之一?，F(xiàn)有技術(shù)中，非晶合金的熔煉往往需要多道工序，而且根據(jù)產(chǎn)品對物料添加量的需求也不一樣，往往需要配置多種不一樣的熔煉爐。熔煉過程的重要性還體現(xiàn)在對非晶合金的形成能力的影響上，熔煉過程雜質(zhì)含量、熔體均勻性、加熱的均勻性都會對非晶合金的形成能力造成極大的影響。
[0004]申請?zhí)枮?01320377669.3的名為《非晶合金的熔煉設(shè)備》的中國專利通過在熔煉室上設(shè)置有進料通道和對熔煉設(shè)備整體密封然后進行抽取真空來保證非晶合金在熔煉過程中不被氧化，保證其質(zhì)量。然而，該方案仍舊不能很好地解決熔煉設(shè)備占用位置大，無法提升非晶合金的形成能力和熔體均勻性的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種非晶合金熔煉的系統(tǒng)，不僅將非晶合金的熔煉及冷卻系統(tǒng)復(fù)合一體節(jié)省空間，而且可調(diào)節(jié)非晶合金熔煉物料的數(shù)量、提升非晶合金的致密度，更進一步的，可通過外加電場、磁場來提升非晶合金的形成能力。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)包括絕緣的側(cè)壁和絕緣或?qū)щ姷膫?cè)壁兩端的蓋板，所述側(cè)壁與蓋板形成封閉的熔煉區(qū)域，側(cè)壁內(nèi)襯上設(shè)有加熱裝置可對熔煉區(qū)域加熱，兩端的蓋板中至少有一端的蓋板可沿著側(cè)壁形成的通道往復(fù)運動。
[0007]熔煉區(qū)域的側(cè)壁和側(cè)壁兩端的蓋板采用絕緣材料，如氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷。側(cè)壁內(nèi)襯外設(shè)置的加熱裝置可為感應(yīng)線圈加熱裝置或石墨電阻器加熱裝置。感應(yīng)線圈加熱裝置和石墨電阻器加熱裝置固定于側(cè)壁內(nèi)襯外圍，直接對熔煉區(qū)域加熱。加熱裝置的選擇可依照需求自主選擇:線圈加熱的優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，整體的線圈加熱結(jié)構(gòu)占用的體積??；石墨電阻加熱器則成本略高，體積比線圈加熱器大，但是升溫速度快、溫度穩(wěn)定、可靠性高。
[0008]裝料時可移動側(cè)的蓋板卸下來，將非晶合金的原料裝載至熔煉區(qū)域中，然后再扣上取下的蓋板，因為至少一側(cè)的蓋板可自由調(diào)節(jié)運動的位置，所以熔煉物料的數(shù)量、體積可以自行調(diào)節(jié)，不用為不同的產(chǎn)品需求而配置多種體積大小的熔煉爐。同時，由于蓋板可移動，則可對熔煉區(qū)域中的非晶合金形成擠壓力，提升非晶合金的致密度。
[0009]進一步地，所述蓋板上設(shè)有可關(guān)閉的通氣孔。將原料加入熔煉區(qū)域合上蓋板后，由于非晶合金的原料往往是粉狀或顆粒狀的，原料縫隙間夾雜有許多空氣，這些氣體即可通過打開的通氣孔排出，排出氣體后密封熔煉區(qū)域，可有效避免因氣體的夾雜所導(dǎo)致的合金表面及內(nèi)部氣孔問題，也能夠避免氣體在熔煉過程中的體積膨脹而帶來的潛在危險。
[0010]熔煉完成后的非晶合金可自然冷卻，也可添加裝置使之加速冷卻。本發(fā)明中，可在熔煉區(qū)域的側(cè)壁外圍設(shè)有冷卻套管作為冷卻裝置。冷卻套管可采用中空金屬管，如中空銅管、不銹鋼管等，然后在管中接通循環(huán)水流或其他冷卻液流為熔煉區(qū)域降溫。
[0011]本發(fā)明的發(fā)明人在試驗中發(fā)現(xiàn)，在非晶合金熔煉過程及降溫過程中添加外加電場或磁場，可影響非晶合金熔體內(nèi)部金屬鍵的方向性，有效提升非晶合金的形成能力。
[0012]為達到本發(fā)明的第二目的，提升非晶合金的形成能力，可將側(cè)壁兩端的蓋板由石墨材料制成，蓋板外側(cè)與電源連接。石墨材料不僅耐熱性高，而且導(dǎo)電性佳，將兩蓋板的外側(cè)同時與電源正負(fù)極相連接，即在熔煉區(qū)域形成外加電場。為便于搭接電線，蓋板外端設(shè)有夾持套方便接線。
[0013]進一步地，環(huán)繞所述非晶合金熔煉系統(tǒng)的四周設(shè)有交流磁場發(fā)生裝置，為該熔煉系統(tǒng)添加交流磁場，交流磁場發(fā)生裝置為磁感應(yīng)線圈或超導(dǎo)磁體。
[0014]進一步地，環(huán)繞所述非晶合金熔煉系統(tǒng)的四周設(shè)有靜磁場發(fā)生裝置，為該熔煉系統(tǒng)添加穩(wěn)恒靜磁場，靜磁場發(fā)生裝置為永磁體。
[0015]本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)可單獨設(shè)置成非晶合金熔煉設(shè)備，也可在此基礎(chǔ)上添加組裝結(jié)構(gòu)，將其設(shè)置為其他設(shè)備的一部分，如可將本發(fā)明中的費勁合金熔煉系統(tǒng)與壓鑄機相結(jié)合，通過添加固定結(jié)構(gòu)和傳動機構(gòu)構(gòu)成一種新的壓鑄設(shè)備。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)可自行調(diào)節(jié)使容納不同數(shù)量和體積的熔煉物料，不用為不同的產(chǎn)品需求而配置多種體積大小的熔煉爐。
[0017]2、本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)可有效去除非晶合金內(nèi)部的氣體，提升非晶合金的致密程度。
[0018]3、本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)熔煉過程與冷卻過程復(fù)合一體，節(jié)省空間。
[0019]4、本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)添加電場和磁場，可進一步提升非晶合金的形成能力。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的說明。
[0022]如附圖所示，本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)包括側(cè)壁2和側(cè)壁兩端的蓋板1，側(cè)壁2與蓋板1形成封閉的熔煉區(qū)域111。本實施例中，側(cè)壁1由中空的氧化鋯陶瓷管構(gòu)成，蓋板1由石墨材料制成，蓋板1截面為“T”字形，蓋板1與側(cè)壁2接觸的部分形狀與氧化鋯陶瓷管的直徑相適配，且向外伸出的結(jié)構(gòu)上設(shè)有夾持套7，兩端蓋板的夾持套通過電線8分別連接電源的正負(fù)極，形成電場。蓋板1設(shè)有通氣孔9的一側(cè)可沿著氧化鋯陶瓷管內(nèi)徑形成的通道往復(fù)運動。構(gòu)成側(cè)壁2的材料及形狀也可以是中空長方體的陶瓷管或其他形狀的中空均勻管狀，蓋板1的形狀與之相適配即可。
[0023]側(cè)壁1的內(nèi)襯外設(shè)有感應(yīng)線圈加熱裝置4，該加熱裝置通過連接高頻電源對熔煉區(qū)域加熱。熔煉區(qū)域側(cè)壁1外圍設(shè)有中空冷卻銅管3，銅管里接通循環(huán)水用于冷卻。
[0024]環(huán)繞該非晶合金熔煉系統(tǒng)周圍設(shè)有磁感應(yīng)線圈5，該磁感應(yīng)線圈5連接交流電源，用于提供交流磁場。環(huán)繞該非晶合金熔煉系統(tǒng)周圍設(shè)有永磁體6，用于提供穩(wěn)恒靜磁場。
[0025]本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)的使用方法為:
將可移動側(cè)的蓋板1卸下，將非晶合金的原料裝載至熔煉區(qū)域111中，扣上蓋板1，此時打開通氣孔9，使蓋板1向熔煉區(qū)域中心移動以排出熔煉區(qū)域111中多余的氣體，直至蓋板1無法再移動。關(guān)閉通氣孔9，加熱裝置4對熔煉區(qū)域111開始加熱，當(dāng)非晶合金原料轉(zhuǎn)化為液體時，如果熔煉區(qū)域內(nèi)部的還有殘余氣體，則可再次打開通氣孔9進行排氣操作。熔煉完畢后，加熱裝置4停止工作，開始向中空冷卻銅管中通入冷卻循環(huán)水，使非晶合金恪體降溫。在非晶合金熔煉過程中可接通連接兩端蓋板的電源，對熔煉區(qū)域施加電場。在非晶合金降溫冷卻的過程中，可使磁感應(yīng)線圈或永磁體開始工作，對熔煉區(qū)域施加磁場。
[0026]通過蓋板1的運動和設(shè)置通氣孔9的開合，可有效去除非晶合金內(nèi)部的氣體，提升非晶合金的致密程度，通過添加電場和磁場，可有效提升非晶合金的形成能力。
[0027]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案而非對其進行限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明實施例進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種非晶合金熔煉系統(tǒng)，包括絕緣的側(cè)壁和絕緣或?qū)щ姷膫?cè)壁兩端的蓋板，其特征在于:側(cè)壁與蓋板形成封閉的熔煉區(qū)域，側(cè)壁內(nèi)襯上設(shè)有加熱裝置對熔煉區(qū)域加熱，兩端的蓋板中至少有一端的蓋板可沿著側(cè)壁形成的通道往復(fù)運動。2.如權(quán)利要求1所述非晶合金熔煉系統(tǒng)，其特征在于:所述蓋板上設(shè)有可關(guān)閉的通氣孔。3.如權(quán)利要求1所述非晶合金熔煉系統(tǒng)，其特征在于:所述側(cè)壁外圍設(shè)有冷卻套管。4.如權(quán)利要求1所述非晶合金熔煉系統(tǒng)，其特征在于:所述加熱裝置為感應(yīng)線圈加熱裝置或石墨電阻器加熱裝置。5.如權(quán)利要求1所述非晶合金熔煉系統(tǒng)，其特征在于:側(cè)壁兩端的蓋板是由石墨材料制成，蓋板外側(cè)與電源連接。6.如權(quán)利要求1所述非晶合金熔煉系統(tǒng)，其特征在于:所述蓋板外端設(shè)有夾持套。7.如權(quán)利要求1所述非晶合金熔煉系統(tǒng)，其特征在于:環(huán)繞所述非晶合金熔煉系統(tǒng)的四周設(shè)有交流磁場發(fā)生裝置。8.如權(quán)利要求7所述非晶合金熔煉系統(tǒng)，其特征在于:交流磁場發(fā)生裝置為磁感應(yīng)線圈或超導(dǎo)磁體。9.如權(quán)利要求1所述非晶合金熔煉系統(tǒng)，其特征在于:環(huán)繞所述非晶合金熔煉系統(tǒng)的四周設(shè)有靜磁場發(fā)生裝置。10.如權(quán)利要求9所述非晶合金熔煉系統(tǒng)，其特征在于:靜磁場發(fā)生裝置為永磁體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非晶合金熔煉系統(tǒng)，包括絕緣的側(cè)壁和絕緣或?qū)щ姷膫?cè)壁兩端的蓋板，所述側(cè)壁與蓋板可形成封閉的熔煉區(qū)域，側(cè)壁內(nèi)襯外設(shè)有加熱裝置可對熔煉區(qū)域加熱，兩端的蓋板中至少有一端的蓋板可沿著側(cè)壁形成的通道往復(fù)運動。本發(fā)明中的非晶合金熔煉系統(tǒng)可自行調(diào)節(jié)使容納不同數(shù)量和體積的熔煉物料，不用為不同的產(chǎn)品需求而配置多種體積大小的熔煉爐，同時可有效去除非晶合金內(nèi)部的氣體，提升非晶合金的致密程度。
【IPC分類】C22C1/02, C22C45/00
【公開號】CN105385864
【申請?zhí)枴緾N201510865429
【發(fā)明人】宋佳
【申請人】宋佳
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月2日