一种连续制备金属复合线材的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种连续制备金属复合线材的装置，包括芯线放线辊、前处理装置、送线转向辊、工作腔体、预热装置、坩埚、感应线圈、金属A丝圈、自动定量送丝机构、冷阱、收线转向辊、收线辊、保护气氛维持系统或抽真空系统；前处理装置位于芯线放线辊和预热装置之间。感应线圈缠绕在坩埚的外周，感应线圈通过导线外接高频交流电源。金属A丝圈设置在坩埚的外部斜上方，丝线由自动定量送丝机构送至坩埚内部。本实用新型专利技术的装置制备复合线材时，无液态金属泄露、涂镀速度快、制备过程质量可控的、适合工业化大生产连续制备。

【技术实现步骤摘要】
一种连续制备金属复合线材的装置
本技术涉及一种金属复合线材的制备，具体涉及一种连续制备A包B型金属复合线材的方法和装置。
技术介绍
单一金属材料的性能特点各有利弊，如金属铜导电性能极为优良，耐蚀性能又较好，但其强度较低；钛金属耐蚀性极佳，比强度高于碳钢，但是价格较为昂贵。所以目前人们广泛开发和应用复合线材以发挥材料的各自优势。复合线材的结构特点是以一种金属材料作芯线，外层包覆或镀覆一层导线性能良好的金属如铜或铝。采用复合线材可达到综合利用芯线的高强度和包覆层的导电性，或减少短缺资源的用量、减轻单位长度线材的重量的目的，降低生产成本，扩大其应用范围。目前已开发的金属复合线有铜包铝、铜包钢、钛包钢、钛包铜、铝包钢、碳纤维增强铝线等复合线材。目前复合线材的制备加工方法有热压包覆法、连续挤压法、包覆焊接法、电镀、热浸涂法、包套塑性加工复合法等。其中的热浸涂法是一种液-固相复合工艺，其原理是将高熔点的固体金属（芯线），通过低熔点的液态金属（包覆层）进行镀层。调整芯线使其具有恰当的速度，以获得合适的包覆层厚度。例如中国专利文献CN106191731A（申请号201610896484.1）公开了一种铜包钢线竖直浸铜机构，它从下至上依次排列有放线辊、浸铜炉和收线辊；所述浸铜炉的下方固定有预热恒温装置；所述浸铜炉的上方固定有循环冷却水箱；所述浸铜炉的右侧设置有熔铜炉；所述循环冷却水箱的上端的出气端连接冷凝室；所述冷凝室的出水端连接存水箱；所述循环冷却水箱的底端通过水泵与存水箱连接；所述收线辊的左下方还设置有转向辊；所述转向辊的左侧在钢丝的上面设置上检查摄像头、在钢丝的下面设置下检查摄像头。该浸铜机构中，液态铜容易从浸铜炉底部进线孔与线材的间隙中泄露，破坏生产进程的连续性。中国专利文献CN104148598A（申请号201410440662.0）公开了一种包覆材料固/液复合双重凝固连铸成形设备与方法，其特征是熔体流入反向凝固器和水冷结晶器连续包覆在芯材表面制成高质量双金属复合材料。但是由于高温金属熔体的浸蚀作用和已凝固涂层芯材的磨损，水冷结晶器易于发生变形损坏及高温熔体泄漏的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种无液态金属泄露、涂镀速度快、制备过程质量可控的、适合工业化大生产连续制备A包B型金属复合线材的装置。实现本技术目的的技术方案是一种连续制备金属复合线材的装置，包括芯线放线辊、前处理装置、送线转向辊、工作腔体、预热装置、坩埚、感应线圈、金属A丝圈、自动定量送丝机构、冷阱、收线转向辊、收线辊、保护气氛维持系统或抽真空系统；前处理装置位于芯线放线辊和预热装置之间。芯线放线辊上绕有芯线B；预热装置、坩埚、感应线圈、金属A丝圈、自动定量送丝机构、冷阱设置在工作腔体内部，芯线放线辊、前处理装置、送线转向辊位于工作腔体5的下方进线端，收线转向辊、收线辊位于工作腔体的上方出线端。预热装置的中央设有一条上下向的走线通道，坩埚的底部中央开有通孔，冷阱的中央设有一条上下向的走线通道，预热装置的走线通道、坩埚的通孔和冷阱的走线通道自下向上同轴线。感应线圈缠绕在坩埚的外周，感应线圈通过导线外接高频交流电源。金属A丝圈设置在坩埚的外部斜上方，丝线由自动定量送丝机构送至坩埚内部。保护气氛维持系统或抽真空系统通过管道与工作腔体相通。其中，自动定量送丝机构的送丝嘴的出口靠近坩埚的中央轴线，从送丝嘴送出的丝线与工作过程中的悬浮的金属A液球接触。所述前处理装置设置在芯线放线辊和送线转向辊之间，送线转向辊设置在前处理装置和工作腔体之间，前处理装置为化学清洗除氧化皮除油除锈装置或剥皮机等机械处理装置。所述工作腔体的下端还设置入口动密封件，顶端还设置出口动密封件，入口动密封件的中央设有上下向的走线通道，出口动密封件的中央也设有上下向的走线通道，入口动密封件、出口动密封件的走线通道与工作腔体内部的预热装置的走线通道同轴线。所述预热装置采用感应加热、辐射加热或电阻加热方式中的一种。所述坩埚为分瓣铜坩埚，瓣数为6～12瓣，每个分瓣结构内均设有冷却水通道，坩埚瓣冷却水通道相互独立。所述感应线圈与坩埚之间用陶瓷绝缘块连接固定，感应线圈分为上部的稳定线圈和下部的悬浮线圈两部分，下部线圈的匝数为6～10匝，上部线圈的匝数为1～2匝，上部的稳定线圈和下部的悬浮线圈中通有相反的电流。感应线圈8采用空心紫铜管绕制，铜管内部通入冷却水散热。本技术具有积极的效果：（1）本技术在制备复合线材时，在采用热浸涂法的基础上利用了电磁悬浮熔炼技术，引导芯线B通过悬浮的金属A液球，冷却后得到A包B型金属复合线材。相比于传统的热浸涂法，在本技术的制备过程中，高温熔体即金属A液球不与坩埚不接触，具有无结晶器磨损及液态金属泄漏等问题、工作效率高、制备过程质量可控、环保无污染等优势，因此极其适合工业化应用。（2）本技术在制备复合线材时，芯线B上金属A包覆层的厚度可以通过调节悬浮熔融态金属A液球的容量大小、温度高低以及芯线B行走速度快慢来调节。悬浮熔融态金属液球A的容量越大，金属A包覆层的厚度可以越厚；较高的温度有利于液态金属A与芯线B快速形成冶金结合，但是反向凝固的金属A包覆层的厚度较薄；芯线B行走速度越慢，金属A包覆层的厚度可以越厚；反之也成真，因此能够实现A包B双金属复合线材性能与质量的精密调控。（3）本技术的制备金属复合线材的装置和方法能够实现连续制备，在工作过程中自动定量送丝机构根据芯线B行走的速度、金属A包覆层的厚度设置好送丝速度后，即自动连续送丝并熔融补给金属A液球，维持悬浮的金属A液球的容量；从而保证芯线B连续浸涂得到A包B型金属复合线材。附图说明图1为本技术制备金属复合线材装置的结构示意图；上述附图中的标记如下：芯线放线辊1，前处理装置2，送线转向辊3，入口动密封件4，工作腔体5，预热装置6，坩埚7，感应线圈8，金属A液球9，金属A丝圈10，自动定量送丝机构11，冷阱12，出口动密封件13，收线转向辊14，收线辊15，保护气氛维持系统16。具体实施方式下面介绍的是本技术的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本技术的基本了解，并不旨在确认本技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本技术的技术方案，在不变更本技术的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本技术的全部或者视为对本技术技术方案的限定或限制。本技术所制备的复合线材，包括芯线B和其表面完整、连续的金属A包覆层。（实施例1、制备金属复合线材的装置）见图1，本实施例的制备金属复合线材的装置包括芯线放线辊1、前处理装置2、送线转向辊3、工作腔体5、预热装置6、坩埚7、感应线圈8、金属A丝圈10、自动定量送丝机构11、冷阱12、收线转向辊14、收线辊15和保护气氛维持系统16。按照芯线B走线的顺序，芯线放线辊1、前处理装置2、送线转向辊3、预热装置6、坩埚7、冷阱12、收线转向辊14、收线辊15依次排列。芯线放线辊1上绕有芯线B，芯线B的线径为2～20mm，芯线B的材质根据实际复合线材的要求选材，例如为铜、铝、碳钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续制备金属复合线材的装置，其特征在于：包括芯线放线辊（1）、前处理装置（2）、送线转向辊（3）、工作腔体（5）、预热装置（6）、坩埚（7）、感应线圈（8）、金属A丝圈（10）、自动定量送丝机构（11）、冷阱（12）、收线转向辊（14）、收线辊（15）、保护气氛维持系统或抽真空系统；前处理装置（2）位于芯线放线辊（1）和预热装置（6）之间；芯线放线辊（1）上绕有芯线B；预热装置（6）、坩埚（7）、感应线圈（8）、金属A丝圈（10）、自动定量送丝机构（11）、冷阱（12）设置在工作腔体（5）内部，芯线放线辊（1）、前处理装置（2）、送线转向辊（3）位于工作腔体（5）的下方进线端，收线转向辊（14）、收线辊（15）位于工作腔体（5）的上方出线端；预热装置（6）的中央设有一条上下向的走线通道，坩埚（7）的底部中央开有通孔，冷阱（12）的中央设有一条上下向的走线通道，预热装置（6）的走线通道、坩埚（7）的通孔和冷阱（12）的走线通道自下向上同轴线；感应线圈（8）缠绕在坩埚（7）的外周，感应线圈（8）通过导线外接高频交流电源；金属A丝圈（10）设置在坩埚（7）的外部斜上方，丝线由自动定量送丝机构（11）送至坩埚（7）内部；保护气氛维持系统或抽真空系统通过管道与工作腔体（5）相通。...

【技术特征摘要】
1.一种连续制备金属复合线材的装置，其特征在于：包括芯线放线辊（1）、前处理装置（2）、送线转向辊（3）、工作腔体（5）、预热装置（6）、坩埚（7）、感应线圈（8）、金属A丝圈（10）、自动定量送丝机构（11）、冷阱（12）、收线转向辊（14）、收线辊（15）、保护气氛维持系统或抽真空系统；前处理装置（2）位于芯线放线辊（1）和预热装置（6）之间；芯线放线辊（1）上绕有芯线B；预热装置（6）、坩埚（7）、感应线圈（8）、金属A丝圈（10）、自动定量送丝机构（11）、冷阱（12）设置在工作腔体（5）内部，芯线放线辊（1）、前处理装置（2）、送线转向辊（3）位于工作腔体（5）的下方进线端，收线转向辊（14）、收线辊（15）位于工作腔体（5）的上方出线端；预热装置（6）的中央设有一条上下向的走线通道，坩埚（7）的底部中央开有通孔，冷阱（12）的中央设有一条上下向的走线通道，预热装置（6）的走线通道、坩埚（7）的通孔和冷阱（12）的走线通道自下向上同轴线；感应线圈（8）缠绕在坩埚（7）的外周，感应线圈（8）通过导线外接高频交流电源；金属A丝圈（10）设置在坩埚（7）的外部斜上方，丝线由自动定量送丝机构（11）送至坩埚（7）内部；保护气氛维持系统或抽真空系统通过管道与工作腔体（5）相通。2.根据权利要求1所述的连续制备金属复合线材的装置，其特征在于：自动定量送丝机构（11）的送丝嘴的出口靠近坩埚（7）的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：田广科，夏虎峰，陈庆春，夏荣斌，
申请(专利权)人：兰州交大常州研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32