CN103639377B - 带材的制造装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带材的制造装置和方法，该装置包括：中频感应炉，喷带包，结晶器，分流装置。该方法包括：通过中频感应炉冶炼熔融的合金液；将所述合金液倒入喷带包中，合金液通过所述喷带包下方的喷嘴，并经过所述喷嘴上的三条喷嘴缝流入高速旋转的结晶器上，在结晶器上形成三条超薄纳米晶带材，通过分流装置分开接收；对所述超薄纳米晶带材进行性能测试。本发明通过改变生产工艺，以较低的成本生产出具有高致密度且优良软磁性能的超薄纳米晶带材。
Description
技术领域
本发明涉及一种带材的制造装置和方法，特别是涉及一种超薄纳米晶带材的制造装置和方法。
背景技术
采用单辊法快淬技术制备的FeCuNbSiB带材具有优良的软磁性能，如低矫顽力、高饱和磁感、低剩磁强度、高磁导率、低磁致伸缩系数等。由于其卓越的软磁性能，在抑制电磁干扰的EMC板上常用作共模电感的铁芯，不仅具有高的磁导率可以提供大的电感量，还由于其高的饱和磁感而具有一定的抗饱和能力。
常用的纳米晶合金的牌号为Finemet，其做成的磁芯具有优良的软磁性能，但是其涡流损耗与频率的平方成正比，即高频使用情况下，其涡流损耗较大，电感较低，因此影响了纳米晶带材在高频情况下的使用，降低涡流损耗可以通过降低带材的厚度和提高带材致密度来实现，目前，使用特殊的压力喷带装置制造纳米晶带材，此种制造方法设备复杂，工艺繁琐，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种带材的制造装置和方法，以实现较低成本地生产出具有优良软磁性能的超薄纳米晶带材。
为实现上述目的，本发明提供了一种带材的制造装置和方法，该装置包括：中频感应炉，用于冶炼合金液；喷带包，用于接收所述中频感应炉中流出的所述合金液，所述喷带包下方具有喷嘴，所述喷嘴具有三条喷嘴缝，所述喷嘴缝采用弧形设计，两侧比中间的窄，所述合金液从所述喷嘴缝中流出，形成三条合金液；结晶器，用于所述喷带包流出的三条合金液的冷却，形成三条超薄纳米晶带材；分流装置，用于所述三条超薄纳米晶带材的分开收取。
进一步地，所述喷带包高为350-500mm，宽为180-200mm。
进一步地，所述喷嘴缝的中间宽度为0.3-0.5mm，两侧宽度比中间宽度窄0.2-0.3mm。
进一步地，所述喷嘴采用耐火材料制成。
一种带材的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
通过中频感应炉冶炼熔融的合金液；将所述合金液倒入喷带包中，合金液通过所述喷带包下方的喷嘴，并经过所述喷嘴上的三条喷嘴缝流入高速旋转的结晶器上，在结晶器上形成三条超薄纳米晶带材，通过分流装置分开接收；
对所述超薄纳米晶带材进行性能测试，将所述超薄纳米晶带材取样，进行等温热处理，在450-550℃的温度之间保温40-60min，在频率为1KHz时电感大于120KμH，在频率为100KHz时电感大于11KμH。
进一步地，所述通过中频感应炉冶炼熔融的合金液具体为：熔炼温度在1400-1600℃之间，熔炼时间在20-40min之间，熔炼成合金液。
本发明的优点是通过改变生产工艺，以较低的成本生产出具有高致密度且优良软磁性能的超薄纳米晶带材。
附图说明
图1为本发明的带材的制造装置的结构简图；
图2为本发明带材的制造装置的喷嘴的结构简图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明的带材的制造装置和方法主要用于生产超薄纳米晶带材。
图1为本发明的带材的制造装置的结构简图，图2为本发明带材的制造装置的喷嘴的结构简图，结合图1和图2所示，带材的制造装置包括中频感应炉11、喷带包12、结晶器13、分流装置14。
中频感应炉11用于冶炼合金液，并将合金液倒入喷带包12。具体地，熔化至1400-1600℃，保温20-40分钟，即可形成合金液；中频感应炉11位于带材的制造装置的最上方。
喷带包12用于接收中频感应炉11中流出的合金液，喷带包12下方具有喷嘴20，喷嘴20上具有均匀分布的三条喷嘴缝21，合金液从三条喷嘴缝21中流出，形成三条合金液；喷带包12外侧由钢结构组成，内置铝碳坩埚；喷带包12高为350-500mm，宽为180-200mm；喷嘴20的长度为180-200mm，采用耐火材料制成，一般选用氮化硼或者氧化锆中的一种；喷嘴缝21的长度为所需生产的带材的宽度，一般在5-20mm，喷嘴缝21采用弧形设计，其中间宽度为0.3-0.5mm，两侧比中间的窄0.2-0.3mm，使得合金液流经喷嘴20时的流场一致，保证了超薄纳米晶带材厚度一致。
结晶器13用于将喷带包12流出的三条合金液冷却，形成三条超薄纳米晶带材；结晶器13采用铜合金制造，其线速度为20-40m/s。
分流装置14用于将结晶器13形成的三条超薄纳米晶带材分开收取，分流装置14具有三个不同的区域，分别对应着喷嘴20的三个喷嘴缝21，使得从结晶器13形成的三条超薄纳米晶带材相互间不交错，在保证质量的前提下提高了生产效率。
结合具体参数对超薄纳米晶带材的制造方法进行分析如下：
1）通过中频感应炉11冶炼熔融的合金液。具体地，将Finemet合金熔炼到1500℃，保温30分钟，形成熔融的合金液。
2）将1）中形成的合金液倒入喷带包12中，合金液通过喷带包12下方的喷嘴20，并经过喷嘴20上的三条喷嘴缝21流入高速旋转的结晶器13上，在结晶器13上形成三条超薄纳米晶带材，通过分流装置14将三条超薄纳米晶带材分开接收。具体地，喷带包12的高度为400mm，宽度为180mm；使用的喷嘴20的材料为耐火材料氮化硼，三条喷嘴缝21的长度为8mm，喷嘴缝21呈弧形，两侧宽度为0.3mm，喷嘴缝21的中间宽度为0.5mm；结晶器13的转速为35m/s。
3）对2）中得到的三条超薄纳米晶带材进行性能测试，对超薄纳米晶带材取样进行等温热处理，并进行性能测试，在频率为1KHz时电感大于120KμH，在频率为100KHz时电感大于11KμH。具体地，超薄纳米晶带材的厚度为15μm，在450-550℃的温度之间保温40-60min，在频率为1KHz时测试电感为130KμH，在频率为100KHz时测试电感为15KμH。因此，该测试结果合格。
本发明的带材的制造方法通过改变工艺过程，以较低的成本生产出具有高致密度且优良软磁性能的超薄纳米晶带材。带材的制造装置采用具有三条喷嘴缝的喷嘴，喷嘴缝采用弧形设计，保证了合金液流经喷嘴时的流场一致，得到的超薄纳米晶带材厚度一致，且提高了带材的生产效率；采用分流装置进行分开接收，避免了三条超薄纳米晶带材之间的相互交错，生产出的超薄纳米晶带材具有优良的软磁性能。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种带材的制造装置，其特征在于，所述装置包括：
中频感应炉，用于冶炼合金液；
喷带包，用于接收所述中频感应炉中流出的所述合金液，所述喷带包下方具有喷嘴，所述喷嘴具有三条喷嘴缝，所述喷嘴缝采用弧形设计，两侧比中间的窄，所述合金液从所述喷嘴缝中流出，形成三条合金液；
结晶器，用于所述喷带包流出的三条合金液的冷却，形成三条超薄纳米晶带材；
分流装置，用于所述三条超薄纳米晶带材的分开收取；
其中，所述喷嘴缝的中间宽度为0.3-0.5mm，两侧宽度比中间宽度窄0.2-0.3mm。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷带包高为350-500mm，宽为180-200mm。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷嘴采用耐火材料制成。
4.一种带材的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
通过中频感应炉冶炼熔融的合金液；将所述合金液倒入喷带包中，合金液通过所述喷带包下方的喷嘴，并经过所述喷嘴上的三条喷嘴缝流入高速旋转的结晶器上，在结晶器上形成三条超薄纳米晶带材，通过分流装置分开接收，所述喷嘴缝采用弧形设计，两侧比中间的窄；
对所述超薄纳米晶带材进行性能测试，将所述超薄纳米晶带材取样，进行等温热处理，在450-550℃的温度之间保温40-60min，在频率为1KHz时电感大于120KμH，在频率为100KHz时电感大于11KμH；
其中，所述喷嘴缝的中间宽度为0.3-0.5mm，两侧宽度比中间宽度窄0.2-0.3mm。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过中频感应炉冶炼熔融的合金液具体为：熔炼温度在1400-1600℃之间，熔炼时间在20-40min之间，熔炼成合金液。
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