CN113046658A - 一种用于武器制作的非晶合金制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，通过将熔炼原料从投料口加入到熔融炉的内腔，盖上密封门，启动加热感应线圈，加热感应线圈释放热量对熔融炉加热，将熔融原料加热，启动抽真空机，然后通过通气管向熔融炉内腔充入氩气，直至熔炼原料熔融，启动卸料电机，卸料电机运转通过蜗轮、蜗杆带动传动齿轮转动，由于传动齿轮、齿轮盘之间的啮合连接，通过齿轮盘带动熔融罐绕着安装柱转动，熔融罐倾斜将熔融原料经过出料槽倒出至快速凝固装置中自然凝固，然后将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却后得到该用于武器制作的非晶合金，该非晶合金力学性能优异、耐腐蚀性能佳，适用于武器制作且性能优良。

Description

一种用于武器制作的非晶合金制备工艺
技术领域
本发明涉及非晶合金领域，具体涉及一种用于武器制作的非晶合金制备工艺。
背景技术
非晶合金是采用现代快速凝固冶金技术合成的，兼有一般金属和玻璃优异的力学、物理和化学性能的新型非晶金属玻璃材料。这种材料是由金属原材料熔炼而成，其外观与一般金属一样具有光泽，表面看不出任何差别。非晶合金被称之为金属玻璃，但不是因为它象玻璃那样脆而透明，而是因为组成这种金属的内部原子排列像玻璃一样是长程无序的，是一种玻璃态结构。在一般情况下，金属合金如我们经常见到的钢铁、铜合金、铝合金等，在冷却过程中会结晶，材料内部原子会遵循一定的规则有序排列，这样凝固而成的合金就是晶态金属材料。而现代快速凝固技术可以阻止金属熔体凝固过程中晶体相的形核和长大，使金属原子来不及形成有序排列的晶体结构相，这样金属熔体原子的无序排列状态就被冻结下来。所以，在微观结构上，非晶合金更像是非常黏稠的液体，这是非晶合金又被称作被冻结的熔体或者液态金属的原因。
现有的非晶合金在制备过程中因为氧氮含量的影响，使得现有的非晶合金耐腐蚀性能一般，难以通过常规盐雾测试中的极限测试，导致无法应用于武器制作领域。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供了一种用于武器制作的非晶合金制备工艺：通过将熔炼原料从投料口加入到熔融炉的内腔，盖上密封门，启动加热感应线圈，加热感应线圈释放热量对熔融炉加热，将熔融原料加热，启动抽真空机，然后通过通气管向熔融炉内腔充入氩气，直至熔炼原料熔融，得到熔融原料，启动卸料电机，卸料电机运转通过蜗轮、蜗杆带动传动齿轮转动，由于传动齿轮、齿轮盘之间的啮合连接，通过齿轮盘带动熔融罐绕着安装柱转动，熔融罐倾斜将熔融原料经过出料槽倒出至快速凝固装置中自然凝固，然后将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却后得到该用于武器制作的非晶合金，解决了现有的现有的非晶合金耐腐蚀性能一般，难以通过常规盐雾测试中的极限测试的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取各元素质量分数不低于99％的锆75-80份、铜5-7份、铝4-6份、镍8-10份，混合均匀得到熔炼原料，备用；
步骤二：打开金属熔融设备的密封门，将熔炼原料从投料口加入到熔融炉的内腔，盖上密封门，启动加热感应线圈，加热感应线圈释放热量对熔融炉加热，将熔融原料加热，启动抽真空机，抽真空机运转通过抽气管将熔融炉内腔抽真空度至3×10－2Pa以下，然后通过通气管向熔融炉内腔充入0.5MPa质量分数为99.99％的氩气，在熔炼温度为1000-3000℃且在氩气保护条件下，熔炼2-20min后，直至熔炼原料熔融，得到熔融原料；
步骤三：启动卸料电机，卸料电机运转通过蜗轮、蜗杆带动传动齿轮转动，由于传动齿轮、齿轮盘之间的啮合连接，通过齿轮盘带动熔融罐绕着安装柱转动；
步骤四：熔融罐倾斜将熔融原料经过出料槽倒出至快速凝固装置中，在2秒内降温至300℃以下，快速凝固冷却后得到该用于武器制作的非晶合金。
所述金属熔融设备包括安装架、轴承座、熔融罐、卸料电机、传动齿轮、齿轮盘、安装孔、抽真空机、密封盖、出料槽、密封门、通气管、抽气管、熔融炉、加热感应线圈、蜗轮、蜗杆、安装柱，两个所述安装架的顶部均安装有轴承座，两个所述安装架之间转动安装有安装柱，所述安装柱上安装有熔融罐，所述熔融罐的一侧底部安装有齿轮盘，所述齿轮盘啮合连接传动齿轮，所述传动齿轮位于其中一个安装架的一侧，该安装架的另一侧安装有卸料电机。
所述熔融罐的底端贯穿开设有安装孔，所述安装柱贯穿安装在安装孔的内腔中，所述熔融罐的顶部安装有密封盖，所述密封盖上开设有投料口，所述投料口上安装有密封门，所述密封门上贯穿安装有通气管、抽气管，所述通气管连接至氩气储存罐，所述抽气管的一端连接至抽真空机的输入端上，所述抽真空机安装在熔融罐的一侧上。
所述密封盖的底部安装有出料槽，所述出料槽的一端安装在熔融炉的一侧顶部，所述熔融炉安装在熔融罐的内腔中，所述熔融炉的顶部与密封盖的底部连接，所述投料口连通至熔融炉的内腔，所述熔融炉的周围设置有加热感应线圈，所述加热感应线圈安装在熔融罐的内壁上。
所述卸料电机的输出轴上套接有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆传动连接，所述蜗杆的一端贯穿其中一个安装架的一侧，所述传动齿轮套接在蜗杆的一端上。
本发明的有益效果：
本发明的一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，通过将熔炼原料从投料口加入到熔融炉的内腔，盖上密封门，启动加热感应线圈，加热感应线圈释放热量对熔融炉加热，将熔融原料加热，启动抽真空机，然后通过通气管向熔融炉内腔充入氩气，直至熔炼原料熔融，得到熔融原料，启动卸料电机，卸料电机运转通过蜗轮、蜗杆带动传动齿轮转动，由于传动齿轮、齿轮盘之间的啮合连接，通过齿轮盘带动熔融罐绕着安装柱转动，熔融罐倾斜将熔融原料经过出料槽倒出至快速凝固装置中自然凝固，然后将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却后得到该用于武器制作的非晶合金；该用于武器制作的非晶合金制备工艺通过使用锆、铜、铝、镍为原料，通过抽真空通氮气的条件下将以上原料制成该用于武器制作的非晶合金，得到一种氧氮含量低、非晶的玻璃形成能力强、成型后力学性能优异、耐腐蚀性能佳的非晶合金，适用于武器制作且性能优良；该制备工艺通过金属熔融设备对熔炼原料进行熔炼，通过加热感应线圈对熔融炉加热，通过卸料电机运转带动熔融罐倾斜，从而将熔融原料倒出，该金属熔融设备结构简单，设备成本低，且自动化程度高，有效的提高了液体金属的生产效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中金属熔融设备的结构示意图；
图2是本发明中熔融罐的结构示意图；
图3是本发明中熔融罐的内部结构示意图；
图4是本发明中安装架、卸料电机、安装柱的连接视图；
图5是本发明中传动齿轮、齿轮盘的连接视图。
图中：101、安装架；102、轴承座；103、熔融罐；104、卸料电机；105、传动齿轮；106、齿轮盘；107、安装孔；108、抽真空机；109、密封盖；110、出料槽；111、密封门；112、通气管；113、抽气管；114、熔融炉；115、加热感应线圈；116、蜗轮；117、蜗杆；118、安装柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参阅图1-5所示，本实施例为一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取各元素质量分数不低于99％的锆75份、铜5份、铝4份、镍8份，混合均匀得到熔炼原料，备用；
步骤二：打开金属熔融设备的密封门111，将熔炼原料从投料口加入到熔融炉114的内腔，盖上密封门111，启动加热感应线圈115，加热感应线圈115释放热量对熔融炉114加热，将熔融原料加热，启动抽真空机108，抽真空机108运转通过抽气管113将熔融炉114内腔抽真空度至3×10－2Pa以下，然后通过通气管112向熔融炉114内腔充入0.5MPa质量分数为99.99％的氩气，在熔炼温度为1000℃且在氩气保护条件下，熔炼2min后，直至熔炼原料熔融，得到熔融原料；
步骤三：启动卸料电机104，卸料电机104运转通过蜗轮116、蜗杆117带动传动齿轮105转动，由于传动齿轮105、齿轮盘106之间的啮合连接，通过齿轮盘106带动熔融罐103绕着安装柱118转动；
步骤四：熔融罐103倾斜将熔融原料经过出料槽110倒出至快速凝固装置中，在2秒内降温至300℃以下，快速凝固冷却后得到该用于武器制作的非晶合金。
实施例2：
请参阅图1-5所示，本实施例为一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取各元素质量分数不低于99％的锆78份、铜6份、铝5份、镍9份，混合均匀得到熔炼原料，备用；
步骤二：打开金属熔融设备的密封门111，将熔炼原料从投料口加入到熔融炉114的内腔，盖上密封门111，启动加热感应线圈115，加热感应线圈115释放热量对熔融炉114加热，将熔融原料加热，启动抽真空机108，抽真空机108运转通过抽气管113将熔融炉114内腔抽真空度至3×10－2Pa以下，然后通过通气管112向熔融炉114内腔充入0.5MPa质量分数为99.99％的氩气，在熔炼温度为2000℃且在氩气保护条件下，熔炼11min后，直至熔炼原料熔融，得到熔融原料；
步骤三：启动卸料电机104，卸料电机104运转通过蜗轮116、蜗杆117带动传动齿轮105转动，由于传动齿轮105、齿轮盘106之间的啮合连接，通过齿轮盘106带动熔融罐103绕着安装柱118转动；
步骤四：熔融罐103倾斜将熔融原料经过出料槽110倒出至快速凝固装置中，在2秒内降温至300℃以下，快速凝固冷却后得到该用于武器制作的非晶合金。
实施例3：
请参阅图1-5所示，本实施例为一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取各元素质量分数不低于99％的锆80份、铜7份、铝6份、镍10份，混合均匀得到熔炼原料，备用；
步骤二：打开金属熔融设备的密封门111，将熔炼原料从投料口加入到熔融炉114的内腔，盖上密封门111，启动加热感应线圈115，加热感应线圈115释放热量对熔融炉114加热，将熔融原料加热，启动抽真空机108，抽真空机108运转通过抽气管113将熔融炉114内腔抽真空度至3×10－2Pa以下，然后通过通气管112向熔融炉114内腔充入0.5MPa质量分数为99.99％的氩气，在熔炼温度为3000℃且在氩气保护条件下，熔炼20min后，直至熔炼原料熔融，得到熔融原料；
步骤三：启动卸料电机104，卸料电机104运转通过蜗轮116、蜗杆117带动传动齿轮105转动，由于传动齿轮105、齿轮盘106之间的啮合连接，通过齿轮盘106带动熔融罐103绕着安装柱118转动；
步骤四：熔融罐103倾斜将熔融原料经过出料槽110倒出至快速凝固装置中，在2秒内降温至300℃以下，快速凝固冷却后得到该用于武器制作的非晶合金。
实施例4：
请参阅图1-5所示，本实施例为金属熔融设备包括安装架101、轴承座102、熔融罐103、卸料电机104、传动齿轮105、齿轮盘106、安装孔107、抽真空机108、密封盖109、出料槽110、密封门111、通气管112、抽气管113、熔融炉114、加热感应线圈115、蜗轮116、蜗杆117、安装柱118，两个所述安装架101的顶部均安装有轴承座102，两个所述安装架101之间转动安装有安装柱118，所述安装柱118上安装有熔融罐103，所述熔融罐103的一侧底部安装有齿轮盘106，所述齿轮盘106啮合连接传动齿轮105，所述传动齿轮105位于其中一个安装架101的一侧，该安装架101的另一侧安装有卸料电机104；
所述熔融罐103的底端贯穿开设有安装孔107，所述安装柱118贯穿安装在安装孔107的内腔中，所述熔融罐103的顶部安装有密封盖109，所述密封盖109上开设有投料口，所述投料口上安装有密封门111，所述密封门111上贯穿安装有通气管112、抽气管113，所述通气管112连接至氩气储存罐，所述抽气管113的一端连接至抽真空机108的输入端上，所述抽真空机108安装在熔融罐103的一侧上；
所述密封盖109的底部安装有出料槽110，所述出料槽110的一端安装在熔融炉114的一侧顶部，所述熔融炉114安装在熔融罐103的内腔中，所述熔融炉114的顶部与密封盖109的底部连接，所述投料口连通至熔融炉114的内腔，所述熔融炉114的周围设置有加热感应线圈115，所述加热感应线圈115安装在熔融罐103的内壁上；
所述卸料电机104的输出轴上套接有蜗轮116，所述蜗轮116与蜗杆117传动连接，所述蜗杆117的一端贯穿其中一个安装架101的一侧，所述传动齿轮105套接在蜗杆117的一端上。
请参阅图1-5所示，本实施例中的金属熔融设备的工作过程如下：
步骤一：打开金属熔融设备的密封门111，将熔炼原料从投料口加入到熔融炉114的内腔，盖上密封门111；
步骤二：启动加热感应线圈115，加热感应线圈115释放热量对熔融炉114加热，将熔融原料加热，启动抽真空机108，抽真空机108运转通过抽气管113将熔融炉114内腔抽真空度至3×10－2Pa以下，然后通过通气管112向熔融炉114内腔充入0.5MPa质量分数为99.99％的氩气，在熔炼温度为1000-3000℃且在氩气保护条件下，熔炼2-20min后，直至熔炼原料熔融，得到熔融原料；
步骤三：启动卸料电机104，卸料电机104运转通过蜗轮116、蜗杆117带动传动齿轮105转动，由于传动齿轮105、齿轮盘106之间的啮合连接，通过齿轮盘106带动熔融罐103绕着安装柱118转动；
步骤四：熔融罐103倾斜将熔融原料经过出料槽110倒出至快速凝固装置中。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取各元素质量分数不低于99％的锆75-80份、铜5-7份、铝4-6份、镍8-10份，混合均匀得到熔炼原料，备用；
步骤二：打开金属熔融设备的密封门(111)，将熔炼原料从投料口加入到熔融炉(114)的内腔，盖上密封门(111)，启动加热感应线圈(115)，加热感应线圈(115)释放热量对熔融炉(114)加热，将熔融原料加热，启动抽真空机(108)，抽真空机(108)运转通过抽气管(113)将熔融炉(114)内腔抽真空度至3×10－2Pa以下，然后通过通气管(112)向熔融炉(114)内腔充入0.5MPa质量分数为99.99％的氩气，在熔炼温度为1000-3000℃且在氩气保护条件下，熔炼2-20min后，直至熔炼原料熔融，得到熔融原料；
步骤三：启动卸料电机(104)，卸料电机(104)运转通过蜗轮(116)、蜗杆(117)带动传动齿轮(105)转动，由于传动齿轮(105)、齿轮盘(106)之间的啮合连接，通过齿轮盘(106)带动熔融罐(103)绕着安装柱(118)转动；
步骤四：熔融罐(103)倾斜将熔融原料经过出料槽(110)倒出至快速凝固装置中，在2秒内降温至300℃以下，快速凝固冷却后得到该用于武器制作的非晶合金。
2.根据权利要求1所述的一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，其特征在于，所述金属熔融设备包括安装架(101)、轴承座(102)、熔融罐(103)、卸料电机(104)、传动齿轮(105)、齿轮盘(106)、安装孔(107)、抽真空机(108)、密封盖(109)、出料槽(110)、密封门(111)、通气管(112)、抽气管(113)、熔融炉(114)、加热感应线圈(115)、蜗轮(116)、蜗杆(117)、安装柱(118)，两个所述安装架(101)的顶部均安装有轴承座(102)，两个所述安装架(101)之间转动安装有安装柱(118)，所述安装柱(118)上安装有熔融罐(103)，所述熔融罐(103)的一侧底部安装有齿轮盘(106)，所述齿轮盘(106)啮合连接传动齿轮(105)，所述传动齿轮(105)位于其中一个安装架(101)的一侧，该安装架(101)的另一侧安装有卸料电机(104)。
3.根据权利要求2所述的一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，其特征在于，所述熔融罐(103)的底端贯穿开设有安装孔(107)，所述安装柱(118)贯穿安装在安装孔(107)的内腔中，所述熔融罐(103)的顶部安装有密封盖(109)，所述密封盖(109)上开设有投料口，所述投料口上安装有密封门(111)，所述密封门(111)上贯穿安装有通气管(112)、抽气管(113)，所述通气管(112)连接至氩气储存罐，所述抽气管(113)的一端连接至抽真空机(108)的输入端上，所述抽真空机(108)安装在熔融罐(103)的一侧上。
4.根据权利要求2所述的一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，其特征在于，所述密封盖(109)的底部安装有出料槽(110)，所述出料槽(110)的一端安装在熔融炉(114)的一侧顶部，所述熔融炉(114)安装在熔融罐(103)的内腔中，所述熔融炉(114)的顶部与密封盖(109)的底部连接，所述投料口连通至熔融炉(114)的内腔，所述熔融炉(114)的周围设置有加热感应线圈(115)，所述加热感应线圈(115)安装在熔融罐(103)的内壁上。
5.根据权利要求2所述的一种用于武器制作的非晶合金制备工艺，其特征在于，所述卸料电机(104)的输出轴上套接有蜗轮(116)，所述蜗轮(116)与蜗杆(117)传动连接，所述蜗杆(117)的一端贯穿其中一个安装架(101)的一侧，所述传动齿轮(105)套接在蜗杆(117)的一端上。
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