合金管材及其製作方法和設備的製作方法

2023-07-21 09:03:51 2

專利名稱：合金管材及其製作方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及合金管材及其製作方法和設備。
背景技術：
現有技術中有一種如圖1所示意顯示的金屬特別是合金管材鑄造方案，其中，熔 融的液態合金(或金屬)12被放置在一個石英容器11裡。石英容器11的下端有一個液態 合金出口 13。合金出口 13的口徑足夠地小，使得表面張力的作用足以阻止液態合金12的 下落；對於大多數合金，能滿足這樣條件的表面張力條件的出口 13的口徑小於3mm。通過 藉助適當的氣動裝置給容器11中的液態合金12施加壓力(圖1中用箭頭P表示)，迫使 一部分液態合金16克服出口 13處的表面張力而排出到容器11之外，並在壓力作用P導致 的衝力和/或重力作用之下下落到出口 13下方的一個模具14的模腔15裡。該壓力作用 P通常由一個氣動裝置產生。如果模腔15的口徑相對於液態合金部分16的尺寸足夠地小，則落入模腔15的液 態合金部分16會與模腔15的壁相接觸，並在壓力作用P導致的衝力和/或重力的作用下 在模腔15裡繼續向下流動。由於模具14是常溫的並可由諸如銅的導熱材料製成，在液態 合金部分16的下落過程裡，液態合金部分16與模腔15的壁相接觸的部分會被冷卻，而液 態合金部分16不與模腔15的壁接觸的中間部分則繼續下落，如此形成了附在模腔壁上的 連續的一層冷凝的合金材料，從而形成了成型的管材17，而剩餘的液態合金部分16則從模 腔15的下端掉落出去。這種鑄造方法是一些合金尤其是非晶材料管材的一種非常實用的製作方法。但它 有非常嚴重的缺陷。S卩，製成的管材17的口徑受到出口 13所能排放的液態合金部分16的體積的限 制，即受到出口 13的口徑的限制，而出口 13的口徑又必須充分地小(一般不超過3mm)以 滿足如上所述的表面張力要求。因此，用這種方法製作的合金管的直徑受到了嚴重的限制，一般不超過3mm。同時，由於一次所能排放的液態合金部分16的體積有限，所能製作的管材的長度 也受到了限制。

發明內容
針對現有技術的上述問題，本發明人進行了深入的研究和探索，並提出了新穎而 卓越的解決方案，克服了現有技術的上述問題。根據本發明的一個方面，提供了一種合金管材製作設備，其特徵在於包括一個模具，所述模具具有一個模腔， 一個容器，用於盛放液態合金，所述容器的下端有一個液態合金出口，所述液態合
金出口被設置在所述模腔的上方， 設置在所述液態合金出口上的一個網，其中
所述網上有多個網眼，每個所述網眼的尺寸足夠地小，從而能夠藉助表面張力的 作用而阻止所述液態合金通過所述網眼流出。用本發明的方法所製成的管材的口徑，完全排除了表面張力條件的限制，從根本 上克服了現有技術方案的缺陷。採用本發明的方法，可以實現孔徑大於/遠大於4mm的液態合金出口 23，並可以制 成直徑大於/遠大於4mm的合金管。


圖IA和IB示意顯示了傳統的一種合金管制作設備和方法。圖2示意顯示了根據本發明的一個實施例的合金管制作設備和方法。
具體實施例方式在圖2示意顯示的本發明的實施例中，用於盛放液態合金22的石英容器21的下 端有一個液態合金出口 23，在液態合金出口 23上設置了一個網28。網28可以用諸如陶瓷 的材料製成。網28上分布有多個網眼。網28的每個網眼的尺寸都滿足阻止液態合金22的下落的表面張力條件。當在容 器21中的液態合金22上施加足夠的壓力作用P時，液態合金22被強迫克服網28的各個 網眼的表面張力而排出。該壓力作用P通常由一個氣動裝置產生。網28可以用適當材料製成，只要該材料不與液態合金22發生反應。表1中列出 了可用於製作網28的材料的一些例子，可以根據所要鑄造的合金22的種類而從表1中選 用適當的材料製作網28。表1可用於製作陶瓷網的材料及其熔點 網28上的網眼分布足夠地密集，使得經這些網眼排出的液態合金在經過這些網 眼後能立即聚集成單一的一團液態合金團26。液態合金團26掉落到下方的模具24中。模 具24的模腔25具有適當的孔徑，從而使落入模腔25的液態合金部分26會與模腔25的 壁相接觸，並在壓力作用P導致的衝力和/或重力的作用下在模腔25裡繼續向下流動。由 於模具24在初始時是常溫的並由諸如銅的導熱材料製成，在液態合金部分26的下落過程 裡，液態合金部分26與模腔25的壁相接觸的部分會被冷卻，而液態合金部分26不與模腔 25的壁接觸的中間部分則繼續下落，如此形成了附在模腔壁上的連續的一層冷凝的合金材 料，從而形成了成型的管材27。用本發明的方法所製成的管材的口徑，完全排除了表面張力條件的限制，從根本 上克服了現有技術方案的缺陷。採用本發明的方法，可以實現孔徑大於/遠大於4mm的液態合金出口 23，並可以制 成直徑大於/遠大於4mm的合金管。應當理解的是，以上結合附圖和實施例對本發明所進行的描述只是說明而非限定 性的，且在不脫離如所附權利要求書所限定的本發明的前提下，可以對上述實施例進行各 種改變、變形、和/或修正。
權利要求
一種合金管材製作設備，其特徵在於包括一個模具(24)，所述模具具有一個模腔(25)，一個容器(21)，用於盛放液態合金(22)，所述容器(21)的下端有一個液態合金出口(23)，所述液態合金出口(23)被設置在所述模腔(25)的上方，設置在所述液態合金出口(23)上的一個網(28)，其中所述網(28)上有多個網眼，每個所述網眼的尺寸足夠地小，從而能夠藉助表面張力的作用而阻止所述液態合金(22)通過所述網眼流出。
2.如權利要求1所述的合金管材製作設備，其特徵在於進一步包括用於在所述容器(21)中的所述液態合金(22)上施加一個壓力作用(P)從而使所述液 態合金(22)克服所述表面張力而從所述網眼流出的裝置。
3.如權利要求1所述的合金管材製作設備，其特徵在於所述網(28)用從由氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)、氧化鋯(Cr2O3)、氧化鉿(HfO2)、納米 銦錫金屬氧化物(ITO)、氧化釹(Nb2O3)、氧化鈹(BeO)、TiO2, &02、尖晶石MgO · A1203、莫來 石3A1203 · 2Si02、鋯鈦酸鉛PZT陶瓷、砷化鎵、硫化鋅、硒化鋅、氟化鎂、氟化鈣、堇青石(鎂 鋁矽酸鹽，2Mg0, 2A1203，5Si02)組成的組中選出的材料製成。
4.如權利要求1所述的合金管材製作設備，其特徵在於 所述液態合金出口(23)的孔徑大於4mm所述網(28)上的所述網眼分布得足夠地密集，使得經這些網眼排出的液態合金能聚 集成單一的一團的液態合金團(26)。
5.如權利要求2所述的合金管材製作設備，其特徵在於所述用於在所述容器(21)中的所述液態合金(22)上施加一個壓力作用(P)從而使所 述液態合金(22)克服所述表面張力而從所述網眼流出的裝置是一種氣動裝置。
6.一種合金管材製作方法，其特徵在於包括 把一個模具(24)置於一個容器(21)下方，其中 所述模具具有一個模腔(25)，所述容器(21)盛有液態合金(22)，所述容器(21)的下端有一個液態合金出口(23)，所述模具(24)被置於所述液態合金 出口 (23)下方在所述液態合金出口(23)上設置有一個網(28)，所述網(28)上有多個網眼，每個所述網眼的尺寸足夠地小，從而能夠藉助表面張力的 作用而阻止所述液態合金(22)通過所述網眼流出，在所述容器(21)中的所述液態合金(22)上施加一個壓力作用，從而使所述液態合金 (22)克服所述表面張力而從所述網眼流出。
7.如權利要求6所述的合金管材製作方法，其特徵在於所述網(28)用從由氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)、氧化鋯(Cr2O3)、氧化鉿(HfO2)、納米 銦錫金屬氧化物(ITO)、氧化釹(Nb2O3)、氧化鈹(BeO)、TiO2, &02、尖晶石MgO · A1203、莫來 石3A1203 · 2Si02、鋯鈦酸鉛PZT陶瓷、砷化鎵、硫化鋅、硒化鋅、氟化鎂、氟化鈣、堇青石(鎂 鋁矽酸鹽，2Mg0, 2A1203，5Si02)組成的組中選出的材料製成。
8.如權利要求6所述的合金管材製作方法，其特徵在於所述液態合金出口(23)的孔徑大於4mm所述網(28)上的所述網眼分布得足夠地密集，使得經這些網眼排出的液態合金能聚 集成單一的一團的液態合金團(26)。
9.用根據權利要求6-8中的任何一項的方法製成的合金管材。
10.用根據權利要求1-5中的任何一項的設備製作的合金管材。
全文摘要
一種合金管材製作設備，其特徵在於包括一個模具(24)，所述模具具有一個模腔(25)；一個容器(21)，用於盛放液態合金(22)，所述容器(21)的下端有一個液態合金出口(23)，所述液態合金出口(23)被設置在所述模腔(25)的上方；設置在所述液態合金出口(23)上的一個網(28)，其中，所述網(28)上有多個網眼，每個所述網眼的尺寸足夠地小，從而能夠藉助表面張力的作用而阻止所述液態合金(22)通過所述網眼流出。用本發明的方法所製成的管材的口徑，完全排除了表面張力條件的限制，從根本上克服了現有技術方案的缺陷。採用本發明的方法，可以實現孔徑大於/遠大於4mm的液態合金出口23，並可以製成直徑大於/遠大於4mm的合金管。
文檔編號B22D17/08GK101927330SQ20091008724
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月18日 優先權日2009年6月18日
發明者賈皓凌, 趙磊, 馬朝利, 魯園園 申請人:北京航空航天大學