CN110076308A - 一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法，涉及金属材料铸造技术领域，连铸机主要包括主动轮、熔池、压紧辊、钢带、移动块、张紧辊、机架和从动轮；钢带与移动块形成铸腔，母合金熔体的冷却、凝固以及成型都在铸腔内完成。母合金熔体注入熔池，通过熔池浇注到钢带与移动块形成的铸腔内冷却、凝固形成非晶合金，移动块在主动轮的驱动下带动钢带以及非晶合金沿铸造方向同步运动，完成非晶合金的连续铸造过程。本发明结构简单，金属的凝固和拉坯都在铸腔内完成、工艺稳定性好，铸腔尺寸调整方便，利用本发明连铸机可高效、连续的制备出不同规格的非晶合金板材。

Description

一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法

技术领域

本发明涉及金属材料铸造技术领域，特别是涉及一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法。

背景技术

非晶合金也称金属玻璃，具有独特的原子组成结构，其组成原子呈远程无序、近程有序排列，非晶合金是兼有金属和玻璃特性的一类固体材料。与传统金属材料相比，非晶合金具有优越的力学性能和物理化学性能。非晶合金作为一种新型材料,不仅具有极高的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性,而且还表现出优良的软磁性和超导性,这些优良特性使得非晶合金在电子、机械以及化工等领域得到了广泛应用。并且非晶合金在航空航天、国防工业、生体材料以及体育用品等领域具有广泛的应用前景。

目前非晶合金的制备工艺有铜模吸铸法、粉末冶金技术、熔体水淬法、压铸法等，上述方法仅局限于生产固定规格的非晶合金，无法实现非晶合金的连续铸造，生产效率低，生产不同规格的铸坯时需要不同的模具，增加了生产成本，限制了非晶合金的大规模工业化应用；单辊甩带法制备非晶合金，虽然实现了非晶合金的连续铸造，但是目前却只能制备出微米级别的非晶合金薄带，无法制备出毫米级的块体非晶合金，同样限制了非晶合金的应用。因此利用连续成型技术大量制备长度无限制的非晶合金，尤其是厚度超过毫米级的块体非晶合金，一直都是研究者不断追求的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法，以解决现有技术所存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种非晶合金连铸机，包括机架、熔池、移动块和钢带；所述机架上设置有导轨，所述移动块通过所述导轨固定在所述机架上，并可沿所述导轨移动；所述钢带紧靠所述移动块设置形成铸腔，所述熔池设置于所述机架上，用于容纳母合金熔体，所述熔池下端的出料口与所述铸腔连接，所述铸腔用于完成母合金熔体的冷却、凝固以及成型。

优选的，所述移动块采用高导热率金属或合金制成，所述移动块的内部用于通入冷却水或者低温液态气体。

优选的，所述移动块采用铜或铜银合金制成。

优选的，所述铸腔的截面为矩形，宽度为0.5～60mm，长度大于1mm。

优选的，所述钢带内部还设置有压紧辊和张紧辊，所述压紧辊用于使所述钢带紧靠所述移动块，所述张紧辊用于改变所述钢带的松紧程度。

优选的，所述机架上还安装有主动轮和从动轮，所述主动轮连接有驱动装置，所述驱动装置带动所述主动轮旋转，驱动所述移动块运动，所述移动块带动所述钢带沿连铸方向同步运动。

优选的，所述铸腔水平或垂直设置，或者所述铸腔倾斜设置。

本发明还公开了一种非晶合金连铸机的连续铸造方法，包括以下步骤：

a、母合金熔体浇注：将提前熔炼好的母合金熔体注入熔池，母合金熔体在静压力或气体压力作用下从熔池注入钢带与移动块形成的铸腔内，母合金熔体在铸腔内被移动块冷却、凝固形成非晶合金；

b、连续铸造：主动轮在驱动装置的带动下旋转，从而驱动移动块运动，移动块带动钢带沿连铸方向同步运动，进入铸腔的母合金熔体被钢带和移动块夹持运动的同时冷却、凝固形成非晶合金，从而完成非晶合金连续铸造过程。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、移动块与钢带所组成的矩形铸腔，其长宽可以在允许范围内调节，从而实现不同规格的非晶合金连续铸造；

2、移动块与钢带同步运动保证了非晶合金铸坯表面质量；

3、非晶合金的凝固与输出在铸腔内完成，装置结构简单，节省空间；

4、熔体在铸腔内冷却、凝固的同时沿铸造方向运动，实现连续铸造，从而获得连续铸造的非晶合金。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明非晶合金连铸机的结构示意图；

图2为本发明铸腔形状尺寸的示意图；

其中，1、主动轮；2、熔池；3、压紧辊；4、钢带；5、移动块；6、机架；7、张紧辊；8、从动轮；9、非晶合金铸坯。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-2所示，本实施例提供一种非晶合金连铸机，主要包括主动轮1、熔池2、压紧辊3、钢带4、移动块5、机架6、张紧辊7和从动轮8。

在本实施例中，主动轮1以及从动轮8固定在机架6上，移动块5通过机架6上的导轨固定在机架6上，同时移动块6可沿导轨轨道移动；钢带4与移动块5紧靠设置形成铸腔；钢带4为环形钢带，压紧辊3与张紧辊7设置在钢带4内部，压紧辊3使钢带4紧靠移动块5以保证移动块5与钢带4同步运动，张紧辊7可以改变钢带4的松紧程度便于钢带4的拆卸与更换，同时钢带4张紧时可以保证铸腔的密封性。

在本实施例中。移动块5采用导热率高的金属或合金制成，如铜、铜银合金等，并且移动块内部设置通道可通入冷却水或者低温液态气体，通过移动块直接对母合金熔体进行冷却、凝固。

在本实施中，主动轮1联接有驱动装置，主动轮1在驱动装置的作用下旋转，从而驱动移动块5运动，移动块5带动钢带4沿连铸方向同步运动；具体地，主动轮1和从动轮8均采用齿形结构，其外缘沿圆周均布设置有多个轮齿，而移动块5的底部设置有辊子，通过主动轮1的轮齿带动移动块5底部的小辊子旋转并沿导轨运动，从而实现驱动移动块5移动。

在本实施例中，驱动装置可以优选采用驱动电机，进一步地，主动轮1与从动轮8可以互换，即从动轮8也可以在驱动装置的带动下驱动移动块5运动，使连铸机运行。

在本实施例中，连铸机可采用水平或垂直连续铸造方式，也可倾斜与水平面成任意夹角来进行连续铸造过程，垂直或倾斜连续铸造时，要求装置的高度应足以将连续铸造的非晶合金取出。

如图2所示，本实施例中，铸腔由钢带4与移动块5密封形成，铸腔长度a与宽度b可根据需求进行调整，从而生产出不同尺寸规格的非晶合金铸坯9。其中，移动块个数、机架以及钢带长度亦可根据需求进行调整；根据钢带长度放置合适数量的压紧辊。

本实施例中还公开了一种非晶合金连续铸造方法，包括以下步骤：

a、母合金熔体浇注：将提前熔炼好的母合金熔体注入熔池2，母合金熔体在静压力或气体压力作用下从熔池2注入钢带4与移动块5形成的铸腔内，母合金熔体在铸腔内被移动块5冷却、凝固形成非晶合金。

b、连续铸造：主动轮1在驱动装置的作用下旋转，从而驱动移动块5运动，移动块5带动钢带4沿连铸方向同步运动，进入铸腔的母合金熔体被钢带4和移动块5夹持运动的同时冷却、凝固形成非晶合金，从而完成非晶合金连续铸造过程。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种非晶合金连铸机，其特征在于：包括机架、熔池、移动块和钢带；所述机架上设置有导轨，所述移动块通过所述导轨固定在所述机架上，并可沿所述导轨移动；所述钢带紧靠所述移动块设置形成铸腔，所述熔池设置于所述机架上，用于容纳母合金熔体，所述熔池下端的出料口与所述铸腔连接，所述铸腔用于完成母合金熔体的冷却、凝固以及成型。

2.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于：所述移动块采用高导热率金属或合金制成，所述移动块的内部用于通入冷却水或者低温液态气体。

3.根据权利要求2所述的非晶合金连铸机，其特征在于：所述移动块采用铜或铜银合金制成。

4.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于：所述铸腔的截面为矩形，宽度为0.5～60mm，长度大于1mm。

5.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于：所述钢带内部还设置有压紧辊和张紧辊，所述压紧辊用于使所述钢带紧靠所述移动块，所述张紧辊用于改变所述钢带的松紧程度。

6.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于：所述机架上还安装有主动轮和从动轮，所述主动轮连接有驱动装置，所述驱动装置带动所述主动轮旋转，驱动所述移动块运动，所述移动块带动所述钢带沿连铸方向同步运动。

7.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于：所述铸腔水平或垂直设置，或者所述铸腔倾斜设置。

8.一种引用权利要求1-7任一项所述的非晶合金连铸机的连续铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、母合金熔体浇注：将提前熔炼好的母合金熔体注入熔池，母合金熔体在静压力或气体压力作用下从熔池注入钢带与移动块形成的铸腔内，母合金熔体在铸腔内被移动块冷却、凝固形成非晶合金；

b、连续铸造：主动轮在驱动装置的带动下旋转，从而驱动移动块运动，移动块带动钢带沿连铸方向同步运动，进入铸腔的母合金熔体被钢带和移动块夹持运动的同时冷却、凝固形成非晶合金，从而完成非晶合金连续铸造过程。