一种无缠绕高效率的非晶细带制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无缠绕高效率的非晶细带制备方法及制备系统，该方法包括在熔体喷嘴上设置若干个相互间隔一定距离的小孔径熔体喷射小孔，使从各个小孔径喷射小孔喷出的母合金熔融体喷射到快淬冷却辊面后，各自独立地形成非晶细带；制备系统包括配料装置、甩制装置、非晶细带自动收集器。本发明专利技术采用高频感应技术将母合金加热成熔融液态，将合金熔融体通过直径小于1mm的多个喷射孔喷射到设有横向沟槽的表面抛光的快速旋转的冷却辊面上；喷射到冷却辊面的合金熔融体，在光滑的辊面处被快速冷却形成厚度和宽度均匀的非晶细带。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于非晶带制备
，尤其涉及一种无缠绕高效率的非晶细带制备方法及制备系统。
技术介绍
为获得非晶合金优异的性能和独特的微观结构，要求制备过程中以极高的冷却速率直接从熔融状态快淬到凝固点以下的温度。为了满足非晶合金的这种特殊的快淬工艺要求，单辊快淬技术是当前制备1cm以上的宽非晶薄带应用最广泛的技术，然而，对于宽度小于0.5cm的非晶细带，由于存在严重的相互缠绕现象，现有的单辊快淬技术难以实现产业化批量制备非晶细带。现行常用的非晶细丝制备技术是旋转水纺法，但是，旋转水纺法同样存在细丝的相互缠绕问题，同时存在生产效率低生产成本高的问题，难以实现产业化应用。泰勒法虽然可以通过在线盘绕的方法解决细丝间相互缠绕的问题，但是在制备过程中需要消耗软化温度与合金熔点相匹配的特种包裹材料，并且后续应用通常需剥离包覆材料，可见，泰勒法由于工艺复杂且难度大、生产成本高且效率低，也难以广泛应用。但是，采用现有单辊快淬技术制备的宽非晶薄带制备磁芯，存在涡流损耗大、制备过程不可避免引入应力作用导致磁芯性能下降和无法灵活调节磁芯横截面形状(采用宽非晶带制备磁芯的横截面只能是矩形，无法制成圆形、椭圆形等形状横截面)等问题。综上所述，现有非晶细带制备方法不能够解决生产效率低、生产成本高和相互缠绕等现有非晶细丝制备技术所遇到的困难；不能使磁芯涡流损耗明显降低，不能提升磁芯的磁导率，不能根据应用要求灵活调节磁芯横截面形状。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无缠绕高效率的非晶细带制备方法及制备系统，旨在解决现有非晶细带或细丝制备方法所遇到的相互缠绕和生产效率低、生产成本高的技术问题。本专利技术是这样实现的，一种无缠绕高效率的非晶细带制备方法，包括在熔体喷嘴上设置若干个相互间隔一定距离的小孔径熔体喷射小孔，使从各个小孔径喷射小孔喷出的母合金熔融体喷射到快淬冷却辊面后，各自独立地形成非晶细带。进一步，所述的熔体喷嘴上的小孔径喷射小孔的直径为0.01mm～1mm；熔体喷嘴上的小孔径喷射小孔的间距为1mm～10mm,熔体喷嘴上的小孔径喷射小孔的个数为1个～100个。进一步，在垂直于快淬冷却辊旋转方向的快淬冷却辊面上设有若干个沟槽，使非晶细薄带在甩制过程中在沟槽处自动分开，形成一定长度的非晶细带。进一步，快淬冷却辊面上所设沟槽为等间距排列；沟槽的宽度为0.1mm～0.5mm，深度为0.1mm～0.3mm；所设的沟槽条数为1条～100条。进一步，所述无缠绕高效率的非晶细带制备方法具体包括：按目标要求组分配置母料，用交流电弧熔炼法或高频感应加热法配置母合金；根据目标要求在快淬冷却辊面上设置沟槽；根据目标要求配置非晶细带收集装置；根据目标要求配置熔体喷嘴并熔融母合金；根据目标要求采用单辊快淬法制备非晶细带整齐垛。进一步，所述非晶细带的宽度为0.01mm～5mm，根据冷却辊旋转速度或根据熔融体喷嘴尺寸的大小和间距尺寸进行控制；母合金组分为FeSiB或FeCuNbSiB或FeCoNBSiB或FeSiBPC以及能够形成非晶的软磁合金。本专利技术另一目的在于提供一种无缠绕高效率的非晶细带制备系统，该无缠绕高效率的非晶细带制备系统包括：用交流电弧熔炼法或高频感应加热法熔融母合金并将母合金熔融体输送到甩制装置的熔融装置；用于将熔融的母合金甩制成非晶细带的甩制装置；用于在甩制装置前方设有的非晶细带自动收集器，所述非晶细带自动收集器将来自甩制装置的非晶细带自动整齐收集。进一步，所述熔融装置包括：按目标要求组分配置的并用交流电弧熔炼法或高频感应加热法熔融的合金熔融体；用于盛装合金熔融体的坩埚；围绕在坩埚外部并用于控制合金熔融体熔融温度的高频感应线圈；用于输送熔融的合金熔融体的含多个熔体喷射小孔的熔体喷嘴；所述甩制装置包括：用于将合金熔融体喷射细柱甩制成非晶细带的快淬冷却辊；垂直于快淬冷却辊旋转方向的快淬冷却辊面上开设的若干个沟槽，所述沟槽用于使非晶细带在甩制过程中在沟槽处自动断开，形成条段状非晶细带；所述条段状非晶细带自动收集器包括：用于存放快淬冷却辊甩制成的非晶细带的自动升降托板；存放在自动升降托板上的非晶细带垛；连接在自动升降托板后端的后端面推齐板并以5次/分钟～50次/分钟的频率推齐来自喇叭收集器颈部的非晶细带；连接在自动升降托板两侧面并贯穿自动升降托板的多个侧面夹持板；连接在自动升降托板前面的前端面整齐挡板；连接在自动升降托板下端的收集器底板；开设在自动升降托板上的多个捆扎槽口；连接在自动升降托板下面并用于调节自动升降托板升降的托板支杆；容纳托板支杆的托板升降支杆滑槽；连接在非晶细带垛上方的喇叭收集器；安装在喇叭收集器上端的吹送气嘴，所述吹送气嘴用于将吹送吹出的气流将落入喇叭收集器的非晶细带送入喇叭收集器的下端颈部；所述升降支杆滑槽开设在前端面整齐挡板上；所述非晶薄带垛上安装有位置传感器，所述位置传感器用于感知非晶细带垛的顶面位置并控制连接在托板支杆上的托板升降托板器，使非晶细带垛的顶部始终处在喇叭收集器颈部下端面，并使非晶细带在制备过程中进行在线自动整齐收集；所述非晶细带垛位于后端面推齐板、前端面整齐挡板、侧面夹持板围成的空间内；所述捆扎槽口位于相邻侧面夹持板之间。本专利技术通过在垂直于快淬冷却辊旋转方向的冷却辊面上横向设置沟槽，使合金熔融体膜面依靠自身粘性和张力在所设置的沟槽处在被冷却凝固前自行断开实现的。采用高频感应技术将母合金加热成熔融液态，将合金熔融体通过直径小于1mm的多个喷射小孔喷射到设有横向沟槽的表面抛光的快速旋转的冷却辊面上。喷射到冷却辊面的合金熔融体，在光滑的辊面处被快速冷却形成厚度和宽度均匀的非晶细带。在辊面上设置的沟槽处，由于合金熔融体自身的粘性和表面张力，合金熔融体先形成连续的液膜，但由于沟槽处的辊面下凹不能紧贴熔融体液膜，使得在沟槽上方的液膜的冷却速率远低于沟槽两侧，而与辊面紧密接触的沟槽两侧的熔融体液膜被快速冷却凝固下来，先一步冷却凝固成的沟槽两侧的非晶薄带从两侧各自通过自身导热将沟槽处的熔融合金液膜温度降低，这种从两侧导热降温的过程使得沟槽处的液膜形成温度梯度(即两侧温度低，中间温度高)，沟槽处液膜的这种温度梯度使得液膜以槽口中心线为分界线向两侧分离，形成了非晶细带整齐的断口。这样形成的非晶细带的长度就由冷却辊面上沟槽间的狐面距离来决定，在生产过程中可以根据后续应用的需要灵活调节。由于所得非晶细带的长度等于冷却辊面上设置的沟槽间的狐面距离，只要设置的沟槽狐面间距统一，就可以获得长度一致的非晶细带。这种长度一致的条段状非晶细带，后续的收集也十分方便。便于与后续的器件制备工艺衔接，实现非晶器件制备流水线的自动控制。本专利技术通过多个熔融体喷射小孔同时将合金熔融体喷射到冷却棍面的方法实现同时制备多条非晶细带的目的，使得非晶细带的制备效率数倍于现有技术。本专利技术技术与现有非晶细带(丝)制备技术相比，具有明显优势：首先，本专利技术技术相比现有技术，具有整齐无缠绕和自动收集的的优点：在现行技术中，都是采用连续甩制方法将合金熔融体制成连续的非晶细丝或细带，长度都在数千米以上。这么长的非晶细带或细丝会严重地相互缠绕，给后续的工序带来了很多困难，几乎无法将缠绕一起的细丝整理整齐，严重制约了相关技术的应用，迄今未能实现非晶细带和细丝的产业化应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缠绕高效率的非晶细带制备方法，其特征在于，无缠绕高效率的非晶细带制备方法包括在熔体喷嘴上设置若干个相互间隔一定距离的小孔径熔体喷射小孔，使从各个小孔径喷射小孔喷出的母合金熔融体喷射到快淬冷却辊面后，各自独立地形成非晶细带。

【技术特征摘要】
1.一种无缠绕高效率的非晶细带制备方法，其特征在于，无缠绕高效率的非晶细带制备方法包括在熔体喷嘴上设置若干个相互间隔一定距离的小孔径熔体喷射小孔，使从各个小孔径喷射小孔喷出的母合金熔融体喷射到快淬冷却辊面后，各自独立地形成非晶细带。2.如权利要求1所述的无缠绕高效率的非晶细带制备方法，其特征在于，所述的熔体喷嘴上的小孔径喷射小孔的直径为0.01mm～1mm；熔体喷嘴上的小孔径喷射小孔的间距为1mm～10mm,熔体喷嘴上的小孔径喷射小孔的个数为1个～100个。3.如权利要求1所述的无缠绕高效率的非晶细带制备方法，其特征在于，在垂直于快淬冷却辊旋转方向的快淬冷却辊面上设有若干个沟槽，使非晶细薄带在甩制过程中在沟槽处自动分开，形成一定长度的非晶细带。4.如权利要求3所述的无缠绕高效率的非晶细带制备方法，其特征在于：快淬冷却辊面上所设沟槽为等间距排列；沟槽的宽度为0.1mm～0.5mm，深度为0.1mm～0.3mm；所设的沟槽条数为1条～100条。5.如权利要求1所述的无缠绕高效率的非晶细带制备方法，其特征在于，所述无缠绕高效率的非晶细带制备方法具体包括：按目标要求组分配置母料，用交流电弧熔炼法或高频感应加热法配置母合金；根据目标要求在快淬冷却辊面上设置沟槽；根据目标要求配置非晶细带收集装置；根据目标要求配置熔体喷嘴并熔融母合金；根据目标要求采用单辊快淬法制备非晶细带整齐垛。6.如权利要求5所述的无缠绕高效率的非晶细带制备方法，其特征在于，所述非晶细带的宽度为0.01mm～5mm，根据冷却辊旋转速度或根据熔融体喷嘴尺寸的大小和间距尺寸进行控制；母合金组分为FeSiB或FeCuNbSiB或FeCoNBSiB或FeSiBPC以及能够形成非晶的软磁合金。7.一种如权利要求1所述的无缠绕高效率的非晶细带制备方法的无缠绕高效率的非晶细带制备系统，其特征在于，该无缠绕高效率的非晶细带制备系统包括：用交流电弧熔炼法或高频感应加热法熔融母合金并将母合金熔融体输...

【专利技术属性】
技术研发人员：方允樟，吴锋民，叶慧群，郑金菊，李文忠，金林枫，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33