[发明专利]一种连续制备非晶合金丝的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于制取非晶合金丝的直接成形和近净成形技术，主要提供了一种连续制备非晶合金丝的方法及其装置。

背景技术

非晶合金丝是继非晶薄带后出现的新型非晶材料，具有特殊的力学性能和物理性能：抗拉强度高、弹性极限大、独特的磁效应，包括巨磁阻抗效应和大巴克豪森效应等。因此，非晶合金丝既可作为结构材料，也可作为功能材料。制备圆度高、均匀性好的非晶合金丝，已成为各国争相研究的关键技术。

现有的非晶合金丝制备方法包括玻璃包覆法、内圆水纺法和熔体抽拉法。内圆水纺法制丝冷却能力较差，而且冷却液易与高温熔融合金反应，熔体抽拉法难以制备连续超长非晶合金丝。只有玻璃包覆法能制备超细（3~100μm）非晶合金丝。

目前，国内外的玻璃包覆装置大多无法实现合金原料在制备过程中的连续补充，因而无法达到连续制备非晶合金丝的目的；实现连续进料的装置往往又无法做到与大气隔绝，而只能在敞口的玻璃试管中通入氩气保护，对于易高温氧化合金系，无法达到连续制备的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续制备超细非晶合金丝的方法和装置，实现非晶合金丝的连续制备，制备直径 3~100μm，高质量超细连续的非晶合金丝材。适合于Fe基、Co基、Ni基等非晶合金丝的连续生产。

本发明的技术方案是：一种连续制备非晶合金丝的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：先将按名义成分配好的合金电弧炉熔炼成均匀的母合金，并吸铸成直径为3~10mm的合金棒，切割成长为4~10mm的合金锭和长为10~70mm的合金棒；

步骤2：将制好的合金锭放入玻璃管的底部，合金棒与导入杆连接，玻璃管与焊接波纹管连接后，开机械泵抽真空至2.5Pa，充氩气至0.1MPa，接着再抽真空至2.5Pa，充氩气至0.1MPa；

步骤3：启动感应线圈所附带的高频感应装置，将合金锭感应熔化，同时玻璃管底部软化；启动红外测温仪监测合金温度，当合金锭和底部玻璃管达到熔融状态时，用预先制备好的带尖端的玻璃棒从软化的玻璃试管底部牵引出玻璃包覆的合金细丝；同时旋转直线导入器的上端转轴，使导入杆和合金棒下降，补充被消耗的合金；启动直线伺服电机，升降杆在直线伺服电机的作用下不断下降，使波纹管伸长，玻璃试管随之下降，补充被消耗的玻璃；

步骤4：将连续得到直径为3~100μm的玻璃包覆的合金细丝经水冷装置喷水冷却，后经导轮绕在绕丝轮上。

本发明的另一目的提供上述制备方法的装置，该装置由真空系统、升降系统、合金导入系统、加热系统、冷却系统和绕丝系统组成，其中，所述合金导入系统由直线导入器、四通、导入杆、波纹管和玻璃管组成，所述升降系统由伺服电机和升降杆构成；其中，所述直线导入器与所述四通上部连接，所述波纹管与所述四通的下部焊接，所述波纹管的底部与玻璃管连接，所述玻璃管中设置有导入杆，所述导入杆穿过所述波纹管和四通与所述直线导入器连接，所述波纹管的底部与所述升降杆连接，所述升降杆与直线伺服电机连接。

本发明具有以下优点：

本发明突破了以往玻璃包覆法的缺陷，在完全隔绝空气，高纯氩气保护下连续补充合金原料，实现了彻底避免丝材氧化下的连续生产。具有生产流程短、效益高、连续制备等优点，制备出的非晶合金丝圆度高、均匀性好，适于大规模、产业化生产。

该方法制备的非晶合金丝表面质量好、圆度高、超细，可达3~100μm,是目前制备非晶合金丝中比较细的一种方法。

附图说明

图1是本发明连续制备非晶合金丝的装置的结构示意图。

图2本发明玻璃包覆非晶合金丝的X射线衍射图谱。

图中