專(zhuān)利名稱(chēng)：噴制非晶合金薄帶的金屬?lài)娮斓闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬薄帶制造技術(shù)，尤其是一種快淬非晶態(tài)合金薄帶的制造用噴嘴，具體地說(shuō)是一種噴制非晶合金薄帶的金屬?lài)娮臁?br> 背景技術(shù)：
目前，非晶態(tài)合金軟磁材料是近30年發(fā)展起來(lái)的新型軟磁材料，該合金已經(jīng)取代了大部分高Ni含量的Ni Fe坡莫軟磁合金，在一些硅鋼和鐵氧體不能勝任的新應(yīng)用領(lǐng)域中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，這類(lèi)軟磁合金磁性能優(yōu)異，制造工藝流程短，制造和使用過(guò)程節(jié)能且對(duì)環(huán)境友好，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，產(chǎn)量逐年增大。 目前非晶態(tài)合金材料主要采用單輥快淬法生產(chǎn)，鋼液通過(guò)噴嘴澆注在高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上獲得20 40微米厚的非晶合金薄帶。合金薄帶的寬度取決于噴嘴的嘴縫長(zhǎng)度。而帶材的厚度主要取決于噴嘴的嘴縫的寬度，一般在O. 3 O. 9刪范圍可以獲得滿足要求的非晶合金帶材。噴嘴是生產(chǎn)非晶合金薄帶的關(guān)鍵工藝裝備部件，也是非晶合金薄帶生產(chǎn)的消耗品。它的品質(zhì)、壽命和成本決定了非晶合金薄帶的品質(zhì)和生產(chǎn)成本?，F(xiàn)有技術(shù)中噴嘴均使用非金屬材料，如氮化物和氧化物陶瓷等，典型的噴嘴材料是BN、Al203、Si02等。這在許多公開(kāi)文獻(xiàn)和中國(guó)專(zhuān)利2000262156. 8、中國(guó)專(zhuān)利2000265925.5以及中國(guó)專(zhuān)利2000263144. x中可以得到證實(shí)。實(shí)際上使用抗高溫氧化、具有一定高溫強(qiáng)度的陶瓷材料，其中氧化鋁噴嘴要預(yù)制，燒結(jié)后堅(jiān)硬不可再加工，給實(shí)際使用帶來(lái)不便；很少使用。目前使用較多的是BN材料，通過(guò)BN坯料的銑削制成所需大小和形狀的噴嘴，嘴縫可以根據(jù)工藝需求確定其尺寸，由于BN具有良好的可切削性能，目前實(shí)際生產(chǎn)基本使用這種材料制作噴嘴。然而，這類(lèi)材料的噴嘴有以下缺點(diǎn)1、機(jī)械強(qiáng)度低、韌性差，易于開(kāi)裂，高溫強(qiáng)度低，噴嘴易被打碎漏鋼；2、大尺寸坯料制作困難，不能制造大尺寸噴嘴；3、價(jià)格高，重復(fù)使用困難，成本高；4、鋼液中的雜質(zhì)易于在嘴縫處析出，堵塞噴嘴；這最后一個(gè)缺點(diǎn)是非常嚴(yán)重的缺點(diǎn)。為了獲得完全的非晶態(tài)組織，噴嘴必須是一條窄縫，一般嘴縫寬度在O. 3
O.9mm范圍，要想獲得更薄的非晶帶，就要使用更窄的噴嘴縫，然而，嘴縫越窄，噴嘴越容易堵塞。因?yàn)殇撘褐械牡腿埸c(diǎn)雜質(zhì)易于在非金屬材質(zhì)的噴嘴處很容易不斷析出，逐漸堵塞噴嘴。所以現(xiàn)有技術(shù)中，噴帶經(jīng)常因?yàn)閲娮斓亩氯袛?，即使勉?qiáng)維持，也會(huì)使帶材的表面質(zhì)量嚴(yán)重下降，以至出現(xiàn)毛邊、網(wǎng)眼等嚴(yán)重缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的陶瓷噴嘴可加工性差，精度不高，而B(niǎo)N材料噴嘴強(qiáng)度低，壽命短，易堵塞的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種采用耐高溫金屬材料制作的噴制非晶合金薄帶的金屬?lài)娮臁１景l(fā)明的技術(shù)方案是
一種噴制非晶合金薄帶的金屬?lài)娮?，其特征是它包括耐高溫金屬本體I，在所述的金屬本體I上加工有寬度為O. 2mm I. 2mm,長(zhǎng)度為O. 5mm IOOOmm的作為噴嘴出口的嘴縫2。
所述的金屬本體I為平板結(jié)構(gòu)或槽式結(jié)構(gòu)，所述的嘴縫2位于槽式結(jié)構(gòu)的槽底部或平板的中間。所述的金屬本體I連接有用于對(duì)整個(gè)噴嘴進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱圈，以提高嘴縫周?chē)臏囟?。所述的金屬本體I通過(guò)噴嘴包與坩堝相連或直接與坩堝相連成一體。所述的金屬本體I為耐熱鋼、不銹鋼、高溫合金或純金屬本體。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明采用金屬或合金材質(zhì)制造，尤其是選用耐熱鋼或不銹鋼以及抗高溫氧化的純金屬等更適合高溫噴注使用。噴嘴可以是槽狀或板狀，噴嘴的示意圖見(jiàn)圖1、2所示。噴嘴與 噴嘴包通過(guò)卡裝或鑲裝的方式連接，也可以與噴嘴包或者坩堝制成一體。現(xiàn)有技術(shù)中使用的噴嘴全部為非金屬材料，一般使用抗高溫氧化、具有一定高溫強(qiáng)度的陶瓷材料，但是上述材料的缺點(diǎn)太多，其中易于堵塞噴嘴的缺點(diǎn)是致命的。由于噴嘴處溫度比較低，鋼液中的非金屬夾雜物和金屬氧化物等易于在非金屬材質(zhì)的低溫噴嘴處析出，導(dǎo)致噴嘴尺寸減小，逐漸將噴嘴堵塞，為了防止噴嘴堵塞必須盡量提高鋼液的潔凈度，或者將噴嘴的溫度提高，防止夾雜析出，但是噴嘴的加熱采用什么方法又是問(wèn)題，火焰加熱在噴嘴處很難奏效，因?yàn)榛鹧婕訜崾怯赏獠肯騼?nèi)傳熱使噴嘴升溫，25 30米/每秒的輥面線速度會(huì)把熱量帶走并吹冷噴嘴。而感應(yīng)加熱為由工件內(nèi)部加熱升溫，所以感應(yīng)加熱對(duì)噴嘴的加熱是最有效的。然而B(niǎo)N為非金屬材料，無(wú)法進(jìn)行感應(yīng)加熱。只有用金屬材料制造噴嘴才可能實(shí)現(xiàn)這種目的。BN噴嘴的另一個(gè)缺點(diǎn)是高溫下強(qiáng)度很低，韌性差。由于噴帶時(shí)輥?zhàn)扉g距很小，約O. 3 O.5mm，冷卻輥的轉(zhuǎn)速很高，一般600 1100轉(zhuǎn)/每分鐘，線速度25 30米/每秒，微小的振動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致輥?zhàn)炫鲎?，由于BN噴嘴的強(qiáng)度低、韌性差，很容易導(dǎo)致噴嘴碎裂，一旦噴嘴碎裂，鋼液將大量外瀉，噴澆在高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上，導(dǎo)致嚴(yán)重的噴鋼事故，成為安全生產(chǎn)的隱患；此外BN材料無(wú)法制成大尺寸還料，噴制250mm以上寬帶將成為制約。此外BN材料目前價(jià)格超過(guò)1000元/公斤，嚴(yán)重加大了非晶合金的制造成本。本發(fā)明的金屬?lài)娮毂苊饬艘陨先秉c(diǎn)，尤其采用耐高溫氧化的金屬及合金材料，不僅可以滿足噴帶的工藝要求，而且還有如下優(yōu)點(diǎn)
I、金屬?lài)娮斓牟牧线x擇范圍寬大，可以是純金屬，也可以是耐熱鋼、不銹鋼、高溫合金、特種合金等。針對(duì)不同的非晶合金成分，及不同的噴帶溫度，選擇合適的噴嘴材料，做到工藝最優(yōu)化。高熔點(diǎn)非晶合金采用耐熱鋼及高溫合金制造噴嘴；中溫熔點(diǎn)的非晶合金采用不銹鋼和耐熱鋼制造噴嘴，低熔點(diǎn)的非晶合金采用純金屬或不銹鋼制造噴嘴。2、金屬及合金噴嘴不宜堵塞，這主要是金屬導(dǎo)熱性好，與鋼液之間溫度梯度小，鋼液中的雜質(zhì)不易在噴嘴處析出；而B(niǎo)N噴嘴導(dǎo)熱性差，鋼液與噴嘴外部溫度梯度大，鋼液中的雜質(zhì)易于在溫度更低的噴嘴處析出。同時(shí)金屬?lài)娮爝€可以采用感應(yīng)加熱方法提溫或保溫，而B(niǎo)N噴嘴則沒(méi)有這些優(yōu)點(diǎn)。3、金屬?lài)娮煲子诩庸ぃ梢赃m合制作復(fù)雜的噴嘴結(jié)構(gòu)，防止變形或滿足各種工藝要求；同時(shí)可以制作大尺寸的噴嘴，使噴制更寬尺寸的非晶帶材成為可能。4、由于大部分金屬材料的成本遠(yuǎn)低于BN材料的成本,加之金屬?lài)娮炜梢灾貜?fù)修補(bǔ)，多次使用，可以大大降低噴嘴成本，使非晶合金帶材的生產(chǎn)成本大幅度降低。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例一。如圖I所示。
一種噴制非晶合金薄帶的金屬?lài)娮?，它包括耐高溫槽形金屬本體I，在所述的槽形金屬本體I的槽底部中間加工有寬度為O. 2mm I. 2mm,長(zhǎng)度為O. 5mm IOOOmm的作為噴嘴出口的嘴縫2。槽形金屬本體I連接有用于對(duì)整個(gè)噴嘴進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱圈，以提高嘴縫周?chē)臏囟龋赏ㄟ^(guò)噴嘴包與坩堝相連或直接與坩堝相連成一體。耐高溫槽形金屬本體I所用材料可為耐熱鋼、不銹鋼、高溫合金或純金屬。實(shí)施例二。如圖2所示。一種噴制非晶合金薄帶的金屬?lài)娮?，它包括耐高溫平板形金屬本體1，在所述的平板形金屬本體I的中間加工有寬度為O. 2mm I. 2mm,長(zhǎng)度為O. 5mm IOOOmm的作為噴嘴出口的嘴縫2。平板形金屬本體I可連接有用于對(duì)整個(gè)噴嘴進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱圈，以提高嘴縫周?chē)臏囟?，它可通過(guò)噴嘴包與坩堝相連或直接與坩堝相連成一體。耐高溫平板形金屬本體I所用材料可為耐熱鋼、不銹鋼、高溫合金或純金屬。實(shí)例I。在小型單輥石英管?chē)妿гO(shè)備中，采用IcrlSNiOTi無(wú)磁不銹鋼管，制成一端帶噴嘴、另一端開(kāi)口的管狀坩堝，坩堝外有1200Hz感應(yīng)加熱圈。噴嘴與坩堝成為一體，以利于向坩堝內(nèi)加高壓氣體，實(shí)現(xiàn)噴注。噴嘴尺寸為寬O. 4mm，長(zhǎng)20mm。用工業(yè)純鐵、工業(yè)結(jié)晶硅和硼鐵合金按原子百分比成分Fe78Si9B13配料，用真空爐熔煉為母合金，再將母合金放入坩堝中最高溫度加熱到1280°C，在高于1150°C以上開(kāi)始噴注。對(duì)比例條件和參數(shù)與上述相同，不同處僅為坩堝和噴嘴采用石英。表I列出兩者結(jié)果對(duì)比，對(duì)比可見(jiàn)金屬?lài)娮炀哂袊姵龅膸Р馁|(zhì)量高、操作安全、成本低的突出優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種噴制非晶合金薄帶的金屬?lài)娮?，其特征是它包括耐高溫金屬本體(1)，在所述的金屬本體(I)上加工有寬度為O. 2mm I. 2mm,長(zhǎng)度為O. 5mm IOOOmm的作為噴嘴出口的嘴縫(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬?lài)娮?，其特征是所述的金屬本體(I)為平板結(jié)構(gòu)或槽式結(jié)構(gòu)，所述的嘴縫(2)位于槽式結(jié)構(gòu)的槽底部或平板的中間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬?lài)娮?，其特征是所述的金屬本體(I)連接有用于對(duì)整個(gè)噴嘴進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱圈，以提高嘴縫周?chē)臏囟取?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬?lài)娮?，其特征是所述的金屬本體(I)通過(guò)噴嘴包與坩堝相連或直接與坩堝相連成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬?lài)娮?，其特征是所述的金屬本體(I)為耐熱鋼、不銹鋼、高溫合金或純金屬本體。
全文摘要
一種噴制非晶合金薄帶的金屬?lài)娮?，其特征是它包括耐高溫金屬本體(1)，在所述的金屬本體(1)上加工有寬度為0.2mm～1.2mm，長(zhǎng)度為0.5mm～1000mm的作為噴嘴出口的嘴縫(2)。本發(fā)明易于加工，強(qiáng)度高、韌性好，可以多次重復(fù)使用，可以制作大尺寸噴嘴，不易堵塞噴嘴。同時(shí)比具有安全性高、成本更低的優(yōu)點(diǎn)；具有噴出的帶材表面質(zhì)量好，適合噴制更寬的帶材，可通過(guò)感應(yīng)加熱對(duì)噴嘴提溫和保溫。
文檔編號(hào)B22D11/06GK102909330SQ20121043551
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者樊謹(jǐn), 吳俊鋒, 吳進(jìn)洪 申請(qǐng)人:江蘇錦宏有色金屬材料有限公司