专利名称：一种真空速凝合金材料的制备设备及其冷却模的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空速凝合金材料的制备设备，特别是用于快速冷凝设备的二次冷却装置，尤其是涉及一种真空速凝合金材料制备设备上的冷却模。
现有技术作为速凝合金材料的制备方法之一，一般情况是:在真空设备中，将熔化的合金液浇铸到旋转的冷却辊上，形成含有非晶或微晶的速凝薄带(片)。在现有技术中，该工序一般是合金液经过冷却辊后形成速凝带(片)直接甩到收料桶中，其中也有增加二次冷却装置的，例如，在名称为《真空感应速凝炉的冷却滚筒》、授权公告号为CN2577215Y的中国实用新型专利ZL02275428.8中，冷却滚筒安装在一中间筒内，中间筒还安装有进料桶和排料桶，冷却滚筒在它们之间，冷却滚筒的主轴密封采用磁流体密封，端部的冷却水密封采用机械密封，动力传动机构与冷却滚筒的传动机构相连，通过变频调速装置可改变冷却滚筒的转速，速凝片通过冷却滚筒的内壁进行冷却。但此冷却滚筒结构更加复杂，耗能更多。在该实用新型专利中，由速凝装置成型的速凝片先通过漏斗，再经过进料桶后到达冷却滚筒进行冷却，而不是直接快速进入冷却滚筒进行冷却，这样速凝片未必能达到预想的冷却效果，使冷却效果降低，产品的性能受到较大影响。
发明内容
本发明的目的 是提供一种真空速凝合金材料制备设备上的冷却模，其结构简单、冷却效果好、产品性能高。为此，本发明提供了一种真空速凝合金材料制备设备上的冷却模，其特征在于，该冷却模为V形结构，所述V型结构包括夹角范围为O 180度的上面板和下面板，为上面板和下面板衔接制成，其开口正对薄带甩出方向；上面板朝向V型结构开口内侧的正面设有凸起阵列，朝向V型结构开口外侧的背面设有上面板冷却装置；下面板朝向V型结构开口内侧的正面为光滑平面，朝向V型结构开口外侧的背面也设有下面板冷却装置；上面板凸起的间距为I 6cm之间，凸起齿尖到底部的距离为0.5 3.5cm ;上面板冷却装置和下面板冷却装置与外部冷却装置连通，用于通冷却介质；冷却模设有在X、Y、Z三轴方向移动的位移和/或摆动控制器，并设有上下、左右、前后振动而且振动频率可调的振动控制器；下面板的宽度、长度分别大于上面板的宽度、长度。优选地，所述V型结构包括夹角范围为60 150度的上面板和下面板。优选地，所述冷却模由铜材、钢材、或其合金制成。优选地，上面板和下面板集成一体；和/或，上面板和下面板为分体结构，分别设有各自的位移控制器和振动控制器。优选地，上面板呈长方形，其宽度为10 60cm,长度在20 60cm。优选地，上面板呈扇形、半圆形、弦切形、正方形、梯形、或圆弧状。优选地，下面板呈长方形，其宽度为10 100cm，长度在20 120cm。
优选地，下面板的两侧设有挡板。优选地，上面板冷却装置和/或下面板冷却装置为中空蛇形管道或中空冷却套。优选地，冷却介质为水、水溶液、或矿物油。优选地，所述凸起呈锯齿状或刀片状，该刀片状物和V型结构的上面板的上边缘呈锐角或钝角状态；或所述凸起阵列呈波浪形、长方形、正方形、梯形、或异形。根据本发明的另外一个方面，提供了一种真空速凝合金材料制备设备，其特征在于，其包括本发明的冷却模。根据本发明，在一般的制备速凝合金材料真空设备基础上增加了冷却模，冷却模的增加使得生产的产品性能得到了很大的改善，其与真空感应速凝炉的冷却滚筒相比结构更简单。一般冷却辊上甩出的是速凝薄带(片)，由于在本发明中，合金是以一定线速度直接喷射到冷却模上，产生撞击、破碎，并可在模板上增加锯齿状或其它形状，使得速凝薄带破碎成雪花状速凝片，且冷却模可以在X、Y、Z三个轴线方向上移动和/或摆动，以及上下、左右、前后振动，使得速凝片在冷却模上松散开来，从而使得冷却效果更好，本发明可以通过改变冷却模两面板的尺寸及角度，控制速凝片在冷却模内停留的时间和分散度，使产品的生产效能及性能达到最优化。根据本发明，在现有技术的基础上增加了冷却模，使得经过冷却辊速凝后的薄带能在极短时间内撞击破碎成雪花状薄片，高度分散冷却，使其得到充分冷却，保证产品的质量。
图1为根据本发明的冷却模的侧视结构示意
图2为根据本发明的冷却模的主视结构示意图；图3为根据本发明的速凝合金材料冷却流程示意图；图4为根据本发明的冷却模的冷却装置示意图。
具体实施例方式参见图1和图2，本发明提供一种真空速凝合金材料制备设备的冷却模，所述冷却模可用铜材、钢材、或合金制成，在本实施例中可选用铜材。其中,V型结构由两个面板衔接而成，包括上面板I和下面板2，两个面板的夹角范围为O 180度，在本实施例中选用110度；在两面板中，上面板I的正面为具有锯齿3的面，背面设置有中空蛇形管道装置4，下面板2正面为光滑平面、背面设置有中空蛇形管道装置4 ；上面板I的宽度为45cm，长度在40cm ；下面板2的宽度为60cm，长度在80cm ；上面板I上锯齿3的间距为I 6cm之间，齿尖到底部的距离为0.5 3.5cm ;在本实施例中，锯齿3的间距为2cm,齿尖到底部的距离为1cm。冷却模内设置了冷却装置，冷却模的上面板I和下面板2设置有中空蛇形管道装置4,用于通冷却介质；冷却介质可以是水、水溶液、和矿物油。在本实施例中，选用水作为冷却介质。
冷却模可以在X、Y、Z三个轴方向移动，并可以上下、左右、前后振动，振动频率可调，由未图示的传动装置带动。图3为速凝合金材料冷却流程的示意图，在生产真空速凝合金材料时，高温合金液浇铸到冷却辊5上后快速冷凝成薄带，薄带沿冷却辊切线方向Dl甩出至冷却模上面板1，经锯齿状物3破碎后成薄片，以一定角度沿方向D2下落至下面板2，调节冷却模的位置和振动频率至最佳，速凝片在下面板2分散开来，经充分冷却后沿方向D3达到收料桶6内。根据本发明，所述冷却模可用铜材、钢材、或合金制成；选择上述材质是充分考虑其导热性能。优选为铜材、钢材或铜合金。根据本发明，速凝薄带沿冷却辊切线方向甩出后，直接喷射到冷却模上面板的锯齿上，被破碎成雪花状薄片后下落至下面板，薄片沿下面板滑落至接料桶，从而使薄片得到了充分的冷却。根据本发明，夹角角度过大或过小，都会使冷却板的冷却效果减弱，如夹角过小，一方面速凝薄带破碎为速凝片较困难，另一方面速凝片下落至下面板时与下面板的接触范围将减小，空间变小，分散效果变差，从而影响冷却效果。根据本发明，下面板宽度、长度比上面板稍长，这是为了保证自冷却辊甩出的速凝薄带经过上面板撞击破碎后都能到达下面板，以进行充分冷却。根据本发明，若锯齿间距过大，则速凝薄带不易破碎成速凝片；锯齿间距过小，或齿尖到底部的距离过大，都会导致速凝片夹杂在锯齿之间。根据本发明，冷却模可以在X、Y、Z三个轴线方向移动，从而冷却模可以随着冷却辊切点的改变而对应调节位置，使得从冷却辊上甩出的速凝薄带不会自始至终打在冷却模的一个点上，而造成局部温度过高从而降低冷却效果的现象；同时，冷却模在一点固定后，可以上下、左右、前后 振动，可调节其振动频率，使得速凝片在冷却模上松散开来，当振动频率不一样时，速凝片的冷却效 果也不一样，产品性能也会不一样，本发明通过调节冷却模的振动频率，使产品的性能达到最优化。作为本发明的变形，锯齿状物也可以为刀片状物，此刀片状物和V型结构冷却的上面板成一定角度。若刀片状物与上面板上边缘平行，则造成部分速凝片积聚在刀片状物上，若垂直上边缘线，则不利速凝薄带破碎为速凝片，失去了刀片状物使用的初衷。作为本发明的变形，锯齿状物还可以是波浪形、长方形、正方形、梯形的或异性的排列方式。作为本发明的变形，冷却模上面板形状也可以是圆弧状的。作为本发明的进一步改进，冷却模下面板两侧可增加挡板。一般的速凝合金材料制备真空设备没有设置二次冷却装置，合金液经过冷却辊速凝后直接到达收料桶，由于速凝薄片还有热度，势必造成相互粘连，极大地影响产品的性能，得不到所需产品。上述提到的真空感应速凝炉的冷却滚筒虽然对产品起到一定的冷却效果，但是其结构相对复杂。
权利要求
1.一种真空速凝合金材料制备设备上的冷却模，其特征在于，该冷却模基本上为V形结构，所述V型结构包括夹角范围为O 180度(优选60 150度)的上面板和下面板，为上面板和下面板衔接制成，其开口正对薄带甩出方向；上面板朝向V型结构开口内侧的正面设有凸起阵列，朝向V型结构开口外侧的背面设有上面板冷却装置；下面板朝向V型结构开口内侧的正面为光滑平面，朝向V型结构开口外侧的背面也设有下面板冷却装置；上面板凸起的间距为I 6cm之间，凸起齿尖到底部的距离为O. 5 3. 5cm ;上面板冷却装置和下面板冷却装置与外部冷却装置连通，用于通冷却介质；冷却模设有在X、Y、Z三轴方向移动的位移和/或摆动控制器，并设有上下、左右、前后振动而且振动频率可调的振动控制器；下面板的宽度、长度分别大于上面板的宽度、长度。
2.如权利要求I所述的冷却模，其特征在于，优选地，所述冷却模可以由铜材、钢材、或其合金制成。
3.如权利要求I和2所述的冷却模，其特征在于，优选地，上面板和下面板可以集成一体；和/或，上面板和下面板为分体结构，分别设有各自的位移控制器、摆动控制器、和/或振动控制器。
4.如权利要求I至3其中之一所述的冷却模，其特征在于，优选地，上面板可以呈长方形，其宽度为10 60cm,长度在20 60cm ;和/或,上面板呈扇形、半圆形、弦切形、正方形、梯形、或圆弧状。
5.如权利要求I至4其中之一所述的冷却模，其特征在于，优选地，下面板可以呈长方形，其宽度为10 100cm，长度在20 120cm。
6.如权利要求I至5其中之一所述的冷却模，其特征在于，优选地，下面板的两侧可以设有挡板。
7.如权利要求I至6其中之一所述的冷却模，其特征在于，优选地，上面板冷却装置和/或下面板冷却装置为中空蛇形管道或中空冷却套。
8.如权利要求I至7其中之一所述的冷却模，其特征在于，优选地，冷却介质可以为水、水溶液、或矿物油。
9.如权利要求I至8其中之一所述的冷却模，其特征在于，优选地，所述凸起可以呈锯齿状或刀片状，该刀片状物和V型结构的上面板的上边缘呈锐角或钝角状态；或所述凸起阵列呈波浪形、长方形、正方形、梯形、或异形。
10.一种真空速凝合金材料制备设备，其特征在于，其包括如权利要求I至10其中之一所述的冷却模。
全文摘要
一种真空速凝合金材料制备设备上的冷却模，该冷却模为V形结构，所述V型结构包括夹角范围为60～150度的上面板和下面板，为上面板和下面板衔接制成，其开口正对薄带甩出方向；上面板的正面设有凸起阵列，背面设有上面板冷却装置；下面板的正面为光滑平面，背面也设有下面板冷却装置；上面板凸起的间距为1～6cm之间，凸起齿尖到底部的距离为0.5～3.5cm；上面板冷却装置和下面板冷却装置与外部冷却装置连通；冷却模设有在X、Y、Z三轴方向移动的位移和/或摆动控制器，并设有上下、左右、前后振动而且振动频率可调的振动控制器；下面板的宽度、长度分别大于上面板的宽度、长度。根据本发明的冷却模，结构简单、冷却效果好、获得的产品性能高。
文档编号B22D11/06GK103252464SQ20131020187
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月27日 优先权日2013年5月27日
发明者陈鑫, 杨安, 周小巍 申请人:江西江钨稀有金属新材料有限公司