一種真空速凝合金材料的製備設備及其冷卻模的製作方法
2023-07-09 09:45:41 1
專利名稱：一種真空速凝合金材料的製備設備及其冷卻模的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種真空速凝合金材料的製備設備，特別是用於快速冷凝設備的二次冷卻裝置，尤其是涉及一種真空速凝合金材料製備設備上的冷卻模。
現有技術作為速凝合金材料的製備方法之一，一般情況是:在真空設備中，將熔化的合金液澆鑄到旋轉的冷卻輥上，形成含有非晶或微晶的速凝薄帶(片)。在現有技術中，該工序一般是合金液經過冷卻輥後形成速凝帶(片)直接甩到收料桶中，其中也有增加二次冷卻裝置的，例如，在名稱為《真空感應速凝爐的冷卻滾筒》、授權公告號為CN2577215Y的中國實用新型專利ZL02275428.8中，冷卻滾筒安裝在一中間筒內，中間筒還安裝有進料桶和排料桶，冷卻滾筒在它們之間，冷卻滾筒的主軸密封採用磁流體密封，端部的冷卻水密封採用機械密封，動力傳動機構與冷卻滾筒的傳動機構相連，通過變頻調速裝置可改變冷卻滾筒的轉速，速凝片通過冷卻滾筒的內壁進行冷卻。但此冷卻滾筒結構更加複雜，耗能更多。在該實用新型專利中，由速凝裝置成型的速凝片先通過漏鬥，再經過進料桶後到達冷卻滾筒進行冷卻，而不是直接快速進入冷卻滾筒進行冷卻，這樣速凝片未必能達到預想的冷卻效果，使冷卻效果降低，產品的性能受到較大影響。
發明內容
本發明的目的 是提供一種真空速凝合金材料製備設備上的冷卻模，其結構簡單、冷卻效果好、產品性能高。為此，本發明提供了一種真空速凝合金材料製備設備上的冷卻模，其特徵在於，該冷卻模為V形結構，所述V型結構包括夾角範圍為O 180度的上面板和下面板，為上面板和下面板銜接製成，其開口正對薄帶甩出方向；上面板朝向V型結構開口內側的正面設有凸起陣列，朝向V型結構開口外側的背面設有上面板冷卻裝置；下面板朝向V型結構開口內側的正面為光滑平面，朝向V型結構開口外側的背面也設有下面板冷卻裝置；上面板凸起的間距為I 6cm之間，凸起齒尖到底部的距離為0.5 3.5cm ;上面板冷卻裝置和下面板冷卻裝置與外部冷卻裝置連通，用於通冷卻介質；冷卻模設有在X、Y、Z三軸方向移動的位移和/或擺動控制器，並設有上下、左右、前後振動而且振動頻率可調的振動控制器；下面板的寬度、長度分別大於上面板的寬度、長度。優選地，所述V型結構包括夾角範圍為60 150度的上面板和下面板。優選地，所述冷卻模由銅材、鋼材、或其合金製成。優選地，上面板和下面板集成一體；和/或，上面板和下面板為分體結構，分別設有各自的位移控制器和振動控制器。優選地，上面板呈長方形，其寬度為10 60cm,長度在20 60cm。優選地，上面板呈扇形、半圓形、弦切形、正方形、梯形、或圓弧狀。優選地，下面板呈長方形，其寬度為10 100cm，長度在20 120cm。
優選地，下面板的兩側設有擋板。優選地，上面板冷卻裝置和/或下面板冷卻裝置為中空蛇形管道或中空冷卻套。優選地，冷卻介質為水、水溶液、或礦物油。優選地，所述凸起呈鋸齒狀或刀片狀，該刀片狀物和V型結構的上面板的上邊緣呈銳角或鈍角狀態；或所述凸起陣列呈波浪形、長方形、正方形、梯形、或異形。根據本發明的另外一個方面，提供了一種真空速凝合金材料製備設備，其特徵在於，其包括本發明的冷卻模。根據本發明，在一般的製備速凝合金材料真空設備基礎上增加了冷卻模，冷卻模的增加使得生產的產品性能得到了很大的改善，其與真空感應速凝爐的冷卻滾筒相比結構更簡單。一般冷卻輥上甩出的是速凝薄帶(片)，由於在本發明中，合金是以一定線速度直接噴射到冷卻模上，產生撞擊、破碎，並可在模板上增加鋸齒狀或其它形狀，使得速凝薄帶破碎成雪花狀速凝片，且冷卻模可以在X、Y、Z三個軸線方向上移動和/或擺動，以及上下、左右、前後振動，使得速凝片在冷卻模上鬆散開來，從而使得冷卻效果更好，本發明可以通過改變冷卻模兩面板的尺寸及角度，控制速凝片在冷卻模內停留的時間和分散度，使產品的生產效能及性能達到最優化。根據本發明，在現有技術的基礎上增加了冷卻模，使得經過冷卻輥速凝後的薄帶能在極短時間內撞擊破碎成雪花狀薄片，高度分散冷卻，使其得到充分冷卻，保證產品的質量。
圖1為根據本發明的冷卻模的側視結構示意
圖2為根據本發明的冷卻模的主視結構示意圖；圖3為根據本發明的速凝合金材料冷卻流程示意圖；圖4為根據本發明的冷卻模的冷卻裝置示意圖。
具體實施例方式參見圖1和圖2，本發明提供一種真空速凝合金材料製備設備的冷卻模，所述冷卻模可用銅材、鋼材、或合金製成，在本實施例中可選用銅材。其中,V型結構由兩個面板銜接而成，包括上面板I和下面板2，兩個面板的夾角範圍為O 180度，在本實施例中選用110度；在兩面板中，上面板I的正面為具有鋸齒3的面，背面設置有中空蛇形管道裝置4，下面板2正面為光滑平面、背面設置有中空蛇形管道裝置4 ；上面板I的寬度為45cm，長度在40cm ；下面板2的寬度為60cm，長度在80cm ；上面板I上鋸齒3的間距為I 6cm之間，齒尖到底部的距離為0.5 3.5cm ;在本實施例中，鋸齒3的間距為2cm,齒尖到底部的距離為1cm。冷卻模內設置了冷卻裝置，冷卻模的上面板I和下面板2設置有中空蛇形管道裝置4,用於通冷卻介質；冷卻介質可以是水、水溶液、和礦物油。在本實施例中，選用水作為冷卻介質。
冷卻模可以在X、Y、Z三個軸方向移動，並可以上下、左右、前後振動，振動頻率可調，由未圖示的傳動裝置帶動。圖3為速凝合金材料冷卻流程的示意圖，在生產真空速凝合金材料時，高溫合金液澆鑄到冷卻輥5上後快速冷凝成薄帶，薄帶沿冷卻輥切線方向Dl甩出至冷卻模上面板1，經鋸齒狀物3破碎後成薄片，以一定角度沿方向D2下落至下面板2，調節冷卻模的位置和振動頻率至最佳，速凝片在下面板2分散開來，經充分冷卻後沿方向D3達到收料桶6內。根據本發明，所述冷卻模可用銅材、鋼材、或合金製成；選擇上述材質是充分考慮其導熱性能。優選為銅材、鋼材或銅合金。根據本發明，速凝薄帶沿冷卻輥切線方向甩出後，直接噴射到冷卻模上面板的鋸齒上，被破碎成雪花狀薄片後下落至下面板，薄片沿下面板滑落至接料桶，從而使薄片得到了充分的冷卻。根據本發明，夾角角度過大或過小，都會使冷卻板的冷卻效果減弱，如夾角過小，一方面速凝薄帶破碎為速凝片較困難，另一方面速凝片下落至下面板時與下面板的接觸範圍將減小，空間變小，分散效果變差，從而影響冷卻效果。根據本發明，下面板寬度、長度比上面板稍長，這是為了保證自冷卻輥甩出的速凝薄帶經過上面板撞擊破碎後都能到達下面板，以進行充分冷卻。根據本發明，若鋸齒間距過大，則速凝薄帶不易破碎成速凝片；鋸齒間距過小，或齒尖到底部的距離過大，都會導致速凝片夾雜在鋸齒之間。根據本發明，冷卻模可以在X、Y、Z三個軸線方向移動，從而冷卻模可以隨著冷卻輥切點的改變而對應調節位置，使得從冷卻輥上甩出的速凝薄帶不會自始至終打在冷卻模的一個點上，而造成局部溫度過高從而降低冷卻效果的現象；同時，冷卻模在一點固定後，可以上下、左右、前後 振動，可調節其振動頻率，使得速凝片在冷卻模上鬆散開來，當振動頻率不一樣時，速凝片的冷卻效 果也不一樣，產品性能也會不一樣，本發明通過調節冷卻模的振動頻率，使產品的性能達到最優化。作為本發明的變形，鋸齒狀物也可以為刀片狀物，此刀片狀物和V型結構冷卻的上面板成一定角度。若刀片狀物與上面板上邊緣平行，則造成部分速凝片積聚在刀片狀物上，若垂直上邊緣線，則不利速凝薄帶破碎為速凝片，失去了刀片狀物使用的初衷。作為本發明的變形，鋸齒狀物還可以是波浪形、長方形、正方形、梯形的或異性的排列方式。作為本發明的變形，冷卻模上面板形狀也可以是圓弧狀的。作為本發明的進一步改進，冷卻模下面板兩側可增加擋板。一般的速凝合金材料製備真空設備沒有設置二次冷卻裝置，合金液經過冷卻輥速凝後直接到達收料桶，由於速凝薄片還有熱度，勢必造成相互粘連，極大地影響產品的性能，得不到所需產品。上述提到的真空感應速凝爐的冷卻滾筒雖然對產品起到一定的冷卻效果，但是其結構相對複雜。
權利要求
1.一種真空速凝合金材料製備設備上的冷卻模，其特徵在於，該冷卻模基本上為V形結構，所述V型結構包括夾角範圍為O 180度(優選60 150度)的上面板和下面板，為上面板和下面板銜接製成，其開口正對薄帶甩出方向；上面板朝向V型結構開口內側的正面設有凸起陣列，朝向V型結構開口外側的背面設有上面板冷卻裝置；下面板朝向V型結構開口內側的正面為光滑平面，朝向V型結構開口外側的背面也設有下面板冷卻裝置；上面板凸起的間距為I 6cm之間，凸起齒尖到底部的距離為O. 5 3. 5cm ;上面板冷卻裝置和下面板冷卻裝置與外部冷卻裝置連通，用於通冷卻介質；冷卻模設有在X、Y、Z三軸方向移動的位移和/或擺動控制器，並設有上下、左右、前後振動而且振動頻率可調的振動控制器；下面板的寬度、長度分別大於上面板的寬度、長度。
2.如權利要求I所述的冷卻模，其特徵在於，優選地，所述冷卻模可以由銅材、鋼材、或其合金製成。
3.如權利要求I和2所述的冷卻模，其特徵在於，優選地，上面板和下面板可以集成一體；和/或，上面板和下面板為分體結構，分別設有各自的位移控制器、擺動控制器、和/或振動控制器。
4.如權利要求I至3其中之一所述的冷卻模，其特徵在於，優選地，上面板可以呈長方形，其寬度為10 60cm,長度在20 60cm ;和/或,上面板呈扇形、半圓形、弦切形、正方形、梯形、或圓弧狀。
5.如權利要求I至4其中之一所述的冷卻模，其特徵在於，優選地，下面板可以呈長方形，其寬度為10 100cm，長度在20 120cm。
6.如權利要求I至5其中之一所述的冷卻模，其特徵在於，優選地，下面板的兩側可以設有擋板。
7.如權利要求I至6其中之一所述的冷卻模，其特徵在於，優選地，上面板冷卻裝置和/或下面板冷卻裝置為中空蛇形管道或中空冷卻套。
8.如權利要求I至7其中之一所述的冷卻模，其特徵在於，優選地，冷卻介質可以為水、水溶液、或礦物油。
9.如權利要求I至8其中之一所述的冷卻模，其特徵在於，優選地，所述凸起可以呈鋸齒狀或刀片狀，該刀片狀物和V型結構的上面板的上邊緣呈銳角或鈍角狀態；或所述凸起陣列呈波浪形、長方形、正方形、梯形、或異形。
10.一種真空速凝合金材料製備設備，其特徵在於，其包括如權利要求I至10其中之一所述的冷卻模。
全文摘要
一種真空速凝合金材料製備設備上的冷卻模，該冷卻模為V形結構，所述V型結構包括夾角範圍為60～150度的上面板和下面板，為上面板和下面板銜接製成，其開口正對薄帶甩出方向；上面板的正面設有凸起陣列，背面設有上面板冷卻裝置；下面板的正面為光滑平面，背面也設有下面板冷卻裝置；上面板凸起的間距為1～6cm之間，凸起齒尖到底部的距離為0.5～3.5cm；上面板冷卻裝置和下面板冷卻裝置與外部冷卻裝置連通；冷卻模設有在X、Y、Z三軸方向移動的位移和/或擺動控制器，並設有上下、左右、前後振動而且振動頻率可調的振動控制器；下面板的寬度、長度分別大於上面板的寬度、長度。根據本發明的冷卻模，結構簡單、冷卻效果好、獲得的產品性能高。
文檔編號B22D11/06GK103252464SQ20131020187
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月27日 優先權日2013年5月27日
發明者陳鑫, 楊安, 周小巍 申請人:江西江鎢稀有金屬新材料有限公司