CN205115572U - 一种非晶合金熔炼系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非晶合金熔炼系统，包括绝缘的侧壁和绝缘或导电的侧壁两端的盖板，所述侧壁与盖板可形成封闭的熔炼区域，侧壁内衬外设有加热装置可对熔炼区域加热，两端的盖板中至少有一端的盖板可沿着侧壁形成的通道往复运动。本实用新型中的非晶合金熔炼系统可自行调节使容纳不同数量和体积的熔炼物料，不用为不同的产品需求而配置多种体积大小的熔炼炉，同时可有效去除非晶合金内部的气体，提升非晶合金的致密程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔炼系统，尤其涉及一种适于非晶合金熔炼的系统。
背景技术
非晶合金所具有的长程无序短程有序的独特微观结构使其具备高硬度、高强度、大的弹性应变极限、无加工硬化现象、高耐蚀性等优良品质，正因如此，近年来，非晶合金越来越多的应用于医疗器械行业、消费电子行业、微型精密件等高端产业中，具有非常好的应用前景。
目前非晶合金的制备方法多采用压铸的方法，在压铸过程中，非晶合金母合金的熔炼系统是最为关键的设备之一。现有技术中，非晶合金的熔炼往往需要多道工序，而且根据产品对物料添加量的需求也不一样，往往需要配置多种不一样的熔炼炉。熔炼过程的重要性还体现在对非晶合金的形成能力的影响上，熔炼过程杂质含量、熔体均匀性、加热的均匀性都会对非晶合金的形成能力造成极大的影响。
申请号为201320377669.3的名为《非晶合金的熔炼设备》的中国专利通过在熔炼室上设置有进料通道和对熔炼设备整体密封然后进行抽取真空来保证非晶合金在熔炼过程中不被氧化，保证其质量。然而，该方案仍旧不能很好地解决熔炼设备占用位置大，无法提升非晶合金的形成能力和熔体均匀性的问题。
发明内容
为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种非晶合金熔炼的系统，不仅将非晶合金的熔炼及冷却系统复合一体节省空间，而且可调节非晶合金熔炼物料的数量、提升非晶合金的致密度，更进一步的，可通过外加电场、磁场来提升非晶合金的形成能力。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
本发明中的非晶合金熔炼系统包括绝缘的侧壁和绝缘或导电的侧壁两端的盖板，所述侧壁与盖板形成封闭的熔炼区域，侧壁内衬上设有加热装置可对熔炼区域加热，两端的盖板中至少有一端的盖板可沿着侧壁形成的通道往复运动。
熔炼区域的侧壁和侧壁两端的盖板采用绝缘材料，如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷。侧壁内衬外设置的加热装置可为感应线圈加热装置或石墨电阻器加热装置。感应线圈加热装置和石墨电阻器加热装置固定于侧壁内衬外围，直接对熔炼区域加热。加热装置的选择可依照需求自主选择：线圈加热的优势是结构简单，成本较低，整体的线圈加热结构占用的体积小；石墨电阻加热器则成本略高，体积比线圈加热器大，但是升温速度快、温度稳定、可靠性高。
装料时可移动侧的盖板卸下来，将非晶合金的原料装载至熔炼区域中，然后再扣上取下的盖板，因为至少一侧的盖板可自由调节运动的位置，所以熔炼物料的数量、体积可以自行调节，不用为不同的产品需求而配置多种体积大小的熔炼炉。同时，由于盖板可移动，则可对熔炼区域中的非晶合金形成挤压力，提升非晶合金的致密度。
进一步地，所述盖板上设有可关闭的通气孔。将原料加入熔炼区域合上盖板后，由于非晶合金的原料往往是粉状或颗粒状的，原料缝隙间夹杂有许多空气，这些气体即可通过打开的通气孔排出，排出气体后密封熔炼区域，可有效避免因气体的夹杂所导致的合金表面及内部气孔问题，也能够避免气体在熔炼过程中的体积膨胀而带来的潜在危险。
熔炼完成后的非晶合金可自然冷却，也可添加装置使之加速冷却。本发明中，可在熔炼区域的侧壁外围设有冷却套管作为冷却装置。冷却套管可采用中空金属管，如中空铜管、不锈钢管等，然后在管中接通循环水流或其他冷却液流为熔炼区域降温。
本发明的发明人在试验中发现，在非晶合金熔炼过程及降温过程中添加外加电场或磁场，可影响非晶合金熔体内部金属键的方向性，有效提升非晶合金的形成能力。
为达到本发明的第二目的，提升非晶合金的形成能力，可将侧壁两端的盖板由石墨材料制成，盖板外侧与电源连接。石墨材料不仅耐热性高，而且导电性佳，将两盖板的外侧同时与电源正负极相连接，即在熔炼区域形成外加电场。为便于搭接电线，盖板外端设有夹持套方便接线。
进一步地，环绕所述非晶合金熔炼系统的四周设有交流磁场发生装置，为该熔炼系统添加交流磁场，交流磁场发生装置为磁感应线圈或超导磁体。
进一步地，环绕所述非晶合金熔炼系统的四周设有静磁场发生装置，为该熔炼系统添加稳恒静磁场，静磁场发生装置为永磁体。
本发明中的非晶合金熔炼系统可单独设置成非晶合金熔炼设备，也可在此基础上添加组装结构，将其设置为其他设备的一部分，如可将本发明中的费劲合金熔炼系统与压铸机相结合，通过添加固定结构和传动机构构成一种新的压铸设备。
本发明的有益效果为：
1、本发明中的非晶合金熔炼系统可自行调节使容纳不同数量和体积的熔炼物料，不用为不同的产品需求而配置多种体积大小的熔炼炉。
2、本发明中的非晶合金熔炼系统可有效去除非晶合金内部的气体，提升非晶合金的致密程度。
3、本发明中的非晶合金熔炼系统熔炼过程与冷却过程复合一体，节省空间。
4、本发明中的非晶合金熔炼系统添加电场和磁场，可进一步提升非晶合金的形成能力。
附图说明
图1为本发明中的非晶合金熔炼系统的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
如附图所示，本发明中的非晶合金熔炼系统包括侧壁2和侧壁两端的盖板1，侧壁2与盖板1形成封闭的熔炼区域111。本实施例中，侧壁1由中空的氧化锆陶瓷管构成，盖板1由石墨材料制成，盖板1截面为“T”字形，盖板1与侧壁2接触的部分形状与氧化锆陶瓷管的直径相适配，且向外伸出的结构上设有夹持套7，两端盖板的夹持套通过电线8分别连接电源的正负极，形成电场。盖板1设有通气孔9的一侧可沿着氧化锆陶瓷管内径形成的通道往复运动。构成侧壁2的材料及形状也可以是中空长方体的陶瓷管或其他形状的中空均匀管状，盖板1的形状与之相适配即可。
侧壁1的内衬外设有感应线圈加热装置4，该加热装置通过连接高频电源对熔炼区域加热。熔炼区域侧壁1外围设有中空冷却铜管3，铜管里接通循环水用于冷却。
环绕该非晶合金熔炼系统周围设有磁感应线圈5，该磁感应线圈5连接交流电源，用于提供交流磁场。环绕该非晶合金熔炼系统周围设有永磁体6，用于提供稳恒静磁场。
本发明中的非晶合金熔炼系统的使用方法为：
将可移动侧的盖板1卸下，将非晶合金的原料装载至熔炼区域111中，扣上盖板1，此时打开通气孔9，使盖板1向熔炼区域中心移动以排出熔炼区域111中多余的气体，直至盖板1无法再移动。关闭通气孔9，加热装置4对熔炼区域111开始加热，当非晶合金原料转化为液体时，如果熔炼区域内部的还有残余气体，则可再次打开通气孔9进行排气操作。熔炼完毕后，加热装置4停止工作，开始向中空冷却铜管中通入冷却循环水，使非晶合金熔体降温。在非晶合金熔炼过程中可接通连接两端盖板的电源，对熔炼区域施加电场。在非晶合金降温冷却的过程中，可使磁感应线圈或永磁体开始工作，对熔炼区域施加磁场。
通过盖板1的运动和设置通气孔9的开合，可有效去除非晶合金内部的气体，提升非晶合金的致密程度，通过添加电场和磁场，可有效提升非晶合金的形成能力。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种非晶合金熔炼系统，包括绝缘的侧壁和绝缘或导电的侧壁两端的盖板，其特征在于：侧壁与盖板形成封闭的熔炼区域，侧壁内衬上设有加热装置对熔炼区域加热，两端的盖板中至少有一端的盖板可沿着侧壁形成的通道往复运动。
2.如权利要求1所述非晶合金熔炼系统，其特征在于：所述盖板上设有可关闭的通气孔。
3.如权利要求1所述非晶合金熔炼系统，其特征在于：所述侧壁外围设有冷却套管。
4.如权利要求1所述非晶合金熔炼系统，其特征在于：所述加热装置为感应线圈加热装置或石墨电阻器加热装置。
5.如权利要求1所述非晶合金熔炼系统，其特征在于：侧壁两端的盖板是由石墨材料制成，盖板外侧与电源连接。
6.如权利要求1所述非晶合金熔炼系统，其特征在于：所述盖板外端设有夹持套。
7.如权利要求1所述非晶合金熔炼系统，其特征在于：环绕所述非晶合金熔炼系统的四周设有交流磁场发生装置。
8.如权利要求7所述非晶合金熔炼系统，其特征在于：交流磁场发生装置为磁感应线圈或超导磁体。
9.如权利要求1所述非晶合金熔炼系统，其特征在于：环绕所述非晶合金熔炼系统的四周设有静磁场发生装置。
10.如权利要求9所述非晶合金熔炼系统，其特征在于：静磁场发生装置为永磁体。
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