金屬纖維的熔抽製造裝置及製造方法與流程
2023-06-02 00:59:46
本發明涉及金屬纖維製造領域，特別是一種金屬纖維的熔抽製造裝置及製造方法。
背景技術：
金屬纖維材料是當前材料科學中迅速發展併兼具結構和功能雙重屬性的性能優異的新型工程材料，因具有全聯通孔、高孔隙率、耐高溫、耐腐蝕等優點，廣泛應用於過濾與分離、催化劑載體、電極材料、吸音材料、能量吸收和換熱元件等領域，使用熔抽方式高效製造金屬纖維同時實現金屬纖維的均勻鋪氈對於提高產品的性能、降低生產成本有著積極的影響。
傳統的熔抽製造金屬纖維方法有坩堝式和懸滴式兩種，前者是在坩堝中熔化金屬後，使圓盤周邊與熔體接觸，將其冷凝成纖維，隨著圓盤旋轉，不斷地抽出金屬纖維產品；而後者是將金屬棒料端部熔化形成熔滴，當圓盤周邊通過時，使其冷凝並抽出纖維。兩種熔抽法各有優缺點。坩堝式可利用廢鋼，成本低，由於可同時使用多圓盤熔抽生產率高，但投資大，技術複雜，合金成分變動較大，氧化嚴重，柑禍會沾汙熔體，產品性能差，散熱大，勞動條件惡劣，常用於熔抽普通鋼，不鏽鋼；而懸滴式要用棒料或線材，成本高，同時由於只能使用單圓盤熔抽生產率低，但投資小，技術較簡單，產品質量穩定，勞動條件好，常用於熔抽不誘鋼、其它合金鋼、鎳基合金等。兩者都使用旋轉圓盤作為抽絲盤，金屬熔漿易粘連在圓盤表面不易清除，圓盤內還需輔以冷卻裝置，結構複雜。同時，兩種方式製造的金屬纖維在冷卻池中散亂堆積，在製造金屬纖維氈或纖維板時需用設備進行二次均布處理，效率低下。
技術實現要素：
為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種金屬纖維的熔抽製造裝置及製造方法，實現金屬纖維的高效製造，無需旋轉圓盤，同時在收集過程中完成纖維的均勻鋪氈過程，具有操作簡單，生產高效，鋪氈均勻等特點。
本發明提供的技術方案如下：一種金屬纖維的熔抽製造裝置，包括收集槽和架設在收集槽上方的石墨坩堝，所述石墨坩堝包括坩堝箱體以及可開合地設置在坩堝箱體頂部的密封蓋板，所述坩堝箱體上設置有一加熱裝置，所述坩堝箱體的側壁和底部分別開設有一個進氣口和至少一個下料咀，所述進氣口與下料咀均與所述坩堝箱體內腔連通，所述坩堝箱體底部與所述收集槽之間設置一可轉向的高壓噴嘴，所述高壓噴嘴可連接外部空氣壓縮機且設置在對準所述下料咀正下方的位置，所述收集槽內設置有多個同心排布的圓形槽。
在本發明的較佳實施例中，所述圓形槽中裝滿冷卻液。
在本發明的較佳實施例中，所述進氣口用於連接外部還原性氣體瓶。
在本發明的較佳實施例中，所述加熱裝置設置為高頻感應加熱線圈。
在本發明的較佳實施例中，所述坩堝箱體設置為碗狀，所述加熱裝置繞設在所述坩堝箱體的外周壁上。
一種金屬纖維的熔抽製造方法，包括以下步驟：
(1)將金屬原材料填入坩堝箱體內，用密封蓋板密封后，經坩堝箱體上的加熱裝置將坩堝箱體中的金屬原材料加熱熔化形成金屬熔漿；
(2)經坩堝箱體上的進氣口通入還原性氣體從而在坩堝箱體內形成正壓，坩堝箱體內的金屬熔漿在壓力作用下沿坩堝箱體底部的下料咀流出形成金屬懸滴；
(3)利用對準下料咀正下方位置設置的高壓噴嘴連接外部空氣壓縮機後噴出高速氣體將下料咀流出的金屬懸滴吹離，通過調整高壓噴嘴的空氣噴射方向從而改變金屬懸滴下落位置；
(4)下落的金屬懸滴經設置在坩堝箱體下方的收集槽收集，收集槽中裝滿冷卻液用以冷卻金屬懸滴從而形成金屬纖維，收集槽內設置有多個同心排布的圓形槽，收集槽中的金屬纖維在高壓噴嘴作用下實現均勻鋪氈。
本發明產生的有益效果在於：本發明中的金屬纖維的熔抽製造裝置及製造方法,通過設置收集槽和架設在收集槽上方的石墨坩堝，將金屬線材、塊材或粉末填入石墨坩堝的坩堝箱體內，用密封蓋板密封后，經坩堝箱體上的加熱裝置加熱熔化形成金屬熔漿，同時經坩堝箱體側壁上的進氣口通入還原性氣體從而在坩堝箱體內形成正壓，金屬熔漿在空氣壓力和重力的作用下沿坩堝箱體底部下料咀流出形成金屬懸滴，連接空氣壓縮機可轉向的高壓噴嘴噴出高速氣體將懸滴吹離，從而落入收集槽中，經收集槽中的冷卻液冷卻後形成金屬纖維，通過調整高壓噴嘴的空氣噴射方向，可改變金屬纖維下落位置實現均勻鋪氈，本發明擺脫了傳統熔抽法製造金屬纖維中對旋轉抽絲盤的依賴，能夠實現金屬纖維的高效製造，具有操作簡單，生產高效，鋪氈均勻等特點。
附圖說明
圖1為本發明的金屬纖維的熔抽製造裝置的整體結構示意圖；
圖2為本發明的金屬纖維的熔抽製造方法的步驟方框圖。
具體實施方式
參見圖1和圖2，一種金屬纖維的熔抽製造裝置，包括收集槽10和架設在收集槽10上方的石墨坩堝20，石墨坩堝20包括坩堝箱體21以及可開合地設置在坩堝箱體頂部的密封蓋板22，坩堝箱體21上設置有一加熱裝置30，加熱裝置30設置為高頻感應加熱線圈，坩堝箱體21設置為碗狀，加熱裝置30繞設在坩堝箱體21的外周壁上，坩堝箱體21的側壁和底部分別開設有一個進氣口211和至少一個下料咀212，進氣口211用於連接外部還原性氣體瓶(圖未示)，進氣口211與下料咀212均與坩堝箱體21內腔連通，坩堝箱體21底部與收集槽10之間設置一可轉向的高壓噴嘴50，高壓噴嘴50可連接外部空氣壓縮機(圖未示)且設置在對準下料咀212正下方的位置，收集槽10內設置有多個同心排布的圓形槽(圖未示)，圓形槽中裝滿冷卻液。
具體的，如圖2所示，該金屬纖維的熔抽製造方法，包括以下步驟：
S01-將金屬原材料填入坩堝箱體21內，用密封蓋板22密封后，經坩堝箱體21上的加熱裝置30將坩堝箱體21中的金屬原材料加熱熔化形成金屬熔漿；
S02-經坩堝箱體21上的進氣口211通入還原性氣體從而在坩堝箱體21內形成正壓，坩堝箱體21內的金屬熔漿在壓力作用下沿坩堝箱體21底部的下料咀212流出形成金屬懸滴；
S03-利用對準下料咀212正下方位置設置的高壓噴嘴50連接外部空氣壓縮機後噴出高速氣體將下料咀212流出的金屬懸滴吹離，通過調整高壓噴嘴50的空氣噴射方向從而改變金屬懸滴下落位置；
S04-下落的金屬懸滴經設置在坩堝箱體21下方的收集槽10收集，收集槽10中裝滿冷卻液用以冷卻金屬懸滴從而形成金屬纖維，收集槽10內設置有多個同心排布的圓形槽，收集槽10中的金屬纖維在高壓噴嘴50作用下實現均勻鋪氈。
綜上所述，本發明中的金屬纖維的熔抽製造裝置,本發明中的金屬纖維的熔抽製造裝置及製造方法,通過設置收集槽10和架設在收集槽10上方的石墨坩堝20，將金屬線材、塊材或粉末填入石墨坩堝20的坩堝箱體21內，用密封蓋板22密封后，經坩堝箱體21上的加熱裝置30加熱熔化形成金屬熔漿，同時經坩堝箱體21側壁上的進氣口211通入還原性氣體從而在坩堝箱體21內形成正壓，金屬熔漿在空氣壓力和重力的作用下沿坩堝箱體21底部下料咀212流出形成金屬懸滴，連接空氣壓縮機可轉向的高壓噴嘴50噴出高速氣體將懸滴吹離，從而落入收集槽10中，經收集槽10中的冷卻液冷卻後形成金屬纖維，通過調整高壓噴嘴50的空氣噴射方向，可改變金屬纖維下落位置實現均勻鋪氈，本發明擺脫了傳統熔抽法製造金屬纖維中對旋轉抽絲盤的依賴，能夠實現金屬纖維的高效製造，具有操作簡單，生產高效，鋪氈均勻等特點。
上述僅為本發明的一個具體實施例，但本發明的設計構思並不局限於此，凡利用此構思對本發明進行非實質性的改動，均應屬於侵犯本發明保護範圍的行為。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接或可以相互通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之「上」或之「下」可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。下文的公開提供了許多不同的實施方式或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，並且目的不在於限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重複參考數字和/或參考字母，這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施方式和/或設置之間的關係。此外，本發明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的應用和/或其他材料的使用。