一种用于制备纳米晶合金带材的喷嘴杯的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于制备纳米晶合金带材的喷嘴杯。


背景技术：

2.纳米晶合金软磁材料由于具备优异的电磁性能、高饱和磁感应强度、高矩形比、高磁导率、低损耗、性能稳定等优点，在近年来得到迅速发展，特别是应用开关电源和isdn中的各类高品质铁芯材料。目前，纳米晶带材主要采用单辊快淬法生产，其制备流程是：将纳米晶母合金放入真空中频炉重熔，熔化后合金钢液浇至喷嘴包并升温，升至1400℃后合金钢液从喷嘴包流出，经过水口、喷嘴杯，最后通过喷嘴喷到高速旋转的冷却铜辊上，最终形成16～25μm厚、10～75mm宽的纳米晶合金带材。喷嘴杯是生产线的核心部件之一，它的主要作用是提供具有稳定液流和压力的高温钢液，使其在铜辊上形成的熔潭保持稳定状态。喷嘴杯的优劣直接影响纳米晶带材的表面质量、成材率、电磁性能等。
3.现有喷嘴杯的不足之处在于：
4.①
没有过滤装置，钢液中残余的微粒渣子会堵塞喷嘴，导致喷不出带材或喷带时产生划痕，影响带面质量。
5.②
杯体内设置了导流板及两根导流板支柱，由于此结构限制，喷嘴杯的喷缝长度有限，最长仅能达到50mm，影响钢液流动性，尤其是喷制60mm及以上的宽带时，钢液的流动性严重不足。
6.③
在一次使用后，喷嘴杯体经1400℃钢液冲刷，其表面光滑的保护层已经基本脱落，露出粗糙的sic本体，若再次使用，在钢液的连续冲刷下，杯体上的sic颗粒容易脱落而混入钢液中，不仅污染钢液，而且会堵塞喷嘴，影响喷带质量，因此，现有的喷嘴杯不能重复使用，生产成本较高。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、提高喷带质量的用于制备纳米晶合金带材的喷嘴杯。
8.本实用新型的目的通过以下的技术措施来实现：一种用于制备纳米晶合金带材的喷嘴杯，包括杯体，其特征在于，所述杯体采用粘土结合碳化硅的耐火材料制成，沿所述杯体内壁周边设有支撑环，在所述支撑环上设置泡沫陶瓷过滤片，所述杯体的杯底设有喷缝。
9.本实用新型对于现有喷嘴杯重新设计其杯体内部结构，即取消了杯体内的导流板及两根导流板支柱，腾出空间安装泡沫陶瓷过滤片(泡沫陶瓷过滤片为现有技术)及支撑环，起到导流钢液和过滤钢液的作用，可得到纯净的钢液，大大提高了喷带质量，而且由于杯体内部结构变化，可增长喷缝长度，从而提高钢液流动性，提高带材密实度和表面质量，有效减少砂眼和带面花等质量缺陷。另外，本实用新型的杯体采用粘土结合碳化硅的耐火材料(该耐火材料为现有技术)制成，使得喷嘴杯可以重复使用1次，降低生产成本，可耐1400度的钢液连续冲刷90分钟以上，杯体不会有颗粒脱落污染钢液和堵塞喷嘴，保证喷带
质量。
10.本实用新型所述杯体的杯底下表面设有凹槽，所述喷缝位于所述凹槽的底面上。
11.本实用新型所述耐火材料的碳化硅是除铁绿色sic。烧结后硬度更高，莫氏硬度为9.5级，达83hrc以上，具有优异的抗氧化性、抗侵蚀性能和抗热震性，并且热膨胀系数小、变形小、强度高、不易破裂。除铁绿色sic的化学成分：sic98％，游离c 0.5％，fe 0.2％，游离sio2 0.6％，用结合性能良好的软质粘土、纸浆废液作结合剂，碳化硅、粘土、纸浆的比例为92:3:5。此为现有技术。
12.本实用新型所述杯体是圆柱形，所述喷缝的长度与杯体内径长度相等。
13.本实用新型所述喷缝的长度l：50mm＜l≤70mm。
14.本实用新型所述泡沫陶瓷过滤片的滤孔孔径为10～20μm。
15.本实用新型所述泡沫陶瓷过滤片的直径为65～68mm，且比支撑环的内径大4mm。
16.本实用新型所述杯体的顶端具有环形凸沿。
17.本实用新型所述杯体的顶面平整度≤0.05mm。
18.本实用新型所述支撑环通过高温胶水粘结在杯体上。
19.与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：
20.⑴
本实用新型在杯体内设置泡沫陶瓷过滤片，以代替现有喷嘴杯的导流板，起到导流钢液和过滤钢液的作用，可得到纯净的钢液，有效减少了喷带划痕、菱、毛边、断带等质量缺陷，提高了喷带质量。
21.⑵
本实用新型相比于现有喷嘴杯，由于杯体内部结构变化，可增长喷缝长度达70mm，比现有喷嘴杯的喷缝加长了20mm，提高了钢液的流动性，提高了带材密实度和表面质量，有效减少了砂眼和带面花等质量缺陷。
22.⑶
本实用新型的杯体采用粘土结合碳化硅的耐火材料制成，具有抗侵蚀性能强、抗氧化性强、不易变形、热稳定性好和可重复使用的特点，喷嘴杯可以重复使用1次，降低生产成本，可耐1400度的钢液连续冲刷90分钟以上，杯体不会有颗粒脱落污染钢液和堵塞喷嘴，保证喷带质量。
23.⑷
本实用新型组成结构简单、容易实现、制造成本低，可喷制更宽(70mm及以上)、更薄(14～18μm)的纳米晶合金带材，适于广泛推广和使用。
附图说明
24.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
25.图1是本实用新型的结构剖视图之一；
26.图2是本实用新型的结构剖视图之二；
27.图3是本实用新型的俯视图(没有画出泡沫陶瓷过滤片)。
具体实施方式
28.如图1～3所示，是本实用新型一种用于制备纳米晶合金带材的喷嘴杯，包括为圆柱形的杯体1，杯体1采用粘土结合碳化硅的耐火材料制成，杯体1的顶端具有环形凸沿6，杯体1的顶面平整度≤0.05mm。沿杯体1内壁周边设有支撑环3，支撑环3大致位于杯体1的中部，支撑环3具体是使用高温胶水粘结在杯体1上的。在支撑环3上放置泡沫陶瓷过滤片2，泡
沫陶瓷过滤片2的直径为65～68mm，且比支撑环的内径大4mm，泡沫陶瓷过滤片3的滤孔孔径为10～20μm，对于10～20μm的杂质颗粒滤除率可达98.3％。在杯体1的杯底设有贯通杯底的喷缝4，杯体1的杯底下表面设有凹槽5，喷缝4位于凹槽5的底面上。喷缝4的长度l与杯体1内径长度相等，为50mm～70mm。
29.耐火材料的碳化硅是sic含量≥98％的除铁绿色sic。烧结后硬度更高，莫氏硬度为9.5级，达83hrc以上，具有优异的抗氧化性、抗侵蚀性能和抗热震性，并且热膨胀系数小、变形小、强度高、不易破裂。除铁绿色sic的化学成分：sic 98％，游离c 0.5％，fe 0.2％，游离sio2 0.6％，用结合性能良好的软质粘土、纸浆废液作结合剂，碳化硅、粘土、纸浆的比例为92:3:5。此为现有技术。
30.本实用新型的制造过程如下：
31.s1、制造喷嘴杯压制模具-高强度金属压力模具。
32.s2、混料：采用除铁绿色碳化硅为原料，其化学成分：sic 98％，游离c 0.5％，fe 0.2％，游离sio2 0.6％，用结合性能良好的软质粘土、纸浆废液作结合剂，碳化硅、粘土、纸浆的比例为92:3:5。碳化硅和粘土干混均匀后加入纸浆废液(密度1.26-1.28g/cm3)，进行混练。混料水分约1.5％，困料12小时后，昆料过4mm筛网，得到细小的混料。
33.s3：压制喷嘴杯体：碳化硅混料加入压力模具中，用专用压床施加5mpa压力成型，压制出来的杯体密度为2.5-2.7g/cm3。
34.s4：用高温胶水在杯体上粘结支撑环。
35.s5：在杯体内部涂刷白色高温保护粉。
36.s6：在自然干燥条件下晾72小时。
37.s7：在隧道窑内烧结2小时，烧结温度1400℃。
38.s8：对杯体的顶面进行精磨，保证表面平整度≤0.05mm。
39.s9：在杯体内的支撑环上放置泡沫陶瓷过滤片。
40.本实用新型具有优异的抗氧化性、抗侵蚀性能和抗热震性，并且具备钢液过滤功能、保证良好的钢液流动性、杯体可重复使用等优点，尤其适合喷制60mm及以上的纳米晶宽带。该喷嘴杯在长时间(90分钟)的使用后，仍能保证纳米晶带材的厚度均匀、偏差小、表面无划痕、毛边、带面花等各种质量缺陷，大大提高了喷带质量，又可节省成本。
41.本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。