层中由热油通道(13)通入恒温控制柜(14)提供的循环热油。金属容器(11)上部密封盖中心安装缠绕着高频加热线圈(2)的耐热陶瓷管
(3)ο高频加热线圈(2)通过导线与高频电源(I)联通后，可产生的高频电磁场将颗粒状大块非晶合金原料(6)熔化为液体。耐热陶瓷管(3)底部液态原料(7)通道(16)与金属容器(11)腔体联通。金属容器(11)漏斗形内腔体底部安装有出料阀门(18)。
[0015]原料罐由耐热陶瓷制成，罐体(4)内装有颗粒状大块非晶合金原料(6)，由耐热陶瓷制作的具有液态原料(7)通道(8)的圆柱体活塞(5)将罐体(4)开口封堵。罐体(4)外径与缠绕着高频加热线圈(2)的耐热陶瓷管(3)的内径相同。罐体(4)底部安装在转动控制器(10)下方。当罐体(4)插入耐热陶瓷管(3)后，可以在耐热陶瓷管(3)中转动。当耐热陶瓷活塞(5)液态原料(7)通道(8)的出口(9)与耐热陶瓷管(3)底部液态原料(7)通道(16)入口(17)重合时，大块非晶合金原料(6)熔化形成的液态原料(7)从原料罐体(4)通过通道(8)通道(16)流入金属容器(11)内腔体，落入粘稠状溶液(12)中。
[0016]流出液态原料(7)的量与转动控制器(10)驱动罐体(4)的转速有关。转速快时，出口(9)与入口(17)重合时间短，液态原料(7)流出量少，形成的滚珠(15)直径较小；转速慢时，每次旋转中出口(9)与入口(17)重合时间长，液态原料(7)流出量多，形成的滚珠
(15)直径较大。如果控制原料罐体(4)旋转至出口(9)与入口(17)处于重合状态时停止转动，此时液态原料(7)将连续不断地流出，落入粘稠状溶液(12)后，则凝固为较长的圆柱体。分段切割后可以制造圆柱体形状的轴承滚珠。
[0017]制造超高速轴承滚珠(15)的具体工艺流程为:
[0018]将原料罐罐体(4)内装填颗粒状大块非晶合金原料(6)后，装入耐热陶瓷活塞(5)并将耐热陶瓷活塞(5)与罐体(4)内壁固定。==》将罐体⑷插入固定在金属容器(11)上部密封盖中心的耐热陶瓷管(3)底部，使耐热陶瓷活塞(5)与耐热陶瓷管(3)底部凸出圆柱台充分接触，但耐热陶瓷活塞(5)通道(8)与耐热陶瓷管(3)底部凸出圆柱台的通道
(16)处于不重合的对应位置，即通道关闭状态。==》调整转动控制器(10)高度，将原料罐体(4)的尾端固定在转动控制器(10)转动装置上。==》启动恒温控制柜(14)向金属容器(11)提供循环热油，保持粘稠状溶液(12)温度在摄氏90度左右。==》启动高频电源(I)接通高频加热线圈(2)，使大块非晶合金原料(6)熔化形成的液态原料(7)。==》启动转动控制器(10)转动装置驱动原料罐体(4)在耐热陶瓷管(3)内匀速转动，每当原料罐体(4)旋转至耐热陶瓷活塞(5)的通道(8)出口(9)与耐热陶瓷管(3)底部通道(16)入口(17)重合位置时，液态原料(7)从原料罐体⑷通过通道⑶通道(16)流入金属容器(11)内腔体，滴落入粘稠状溶液(12)中，凝固为球形滚珠(15)或圆柱体，汇集在金属容器(11)漏斗形内腔体底部。==》打开金属容器(11)漏斗形内腔体底部安装的出料阀门
(18)，排放滚珠(15)，清洗滚珠(15)表面粘液后，将检测合格的滚珠(15)包装出货。
【主权项】
1.本发明采用高频快速熔炼、失重成型等技术，设计了以低比重大块非晶金属合金为原料，经高频熔炼为合金液体，在均匀阻力场作用下，使合金液体在失重状态下滴落，并快速冷却，依靠液体表面张力自然成型的超高速轴承滚珠制造方法与设备。这种方法制造的轴承滚珠，其内部金属原子分布均匀、致密、没有金属晶体结构、也不存在晶格缺陷，与现有金属合金材料与加工工艺制造的超高速轴承滚珠相比，具有更佳的刚性、弹性、韧性和耐高温、耐疲劳性、耐磨损性，并且可以一次成型。既简化了制造工艺，降低了制造成本，又提高了轴承使用寿命。适用于飞行器、高速离心机等超高速轴承制造行业。 本发明独有的，与现有技术不同的技术特征为: I采用具有较强粘滞性的有机高分子溶液(12)作为均匀阻力场，调整控制其粘度与大块非晶金属合金材料出)比重相互匹配，使大块非晶金属合金液体(7)在有机高分子溶液(12)中以接近匀速运动下落，在凝固过程中形成球状或园柱状超高速轴承滚珠(15)。 2采用具有旋转阀门功能的密封原料罐(4) (5)、(6)、(7)、(8)、(9)，既可以解决大块非晶金属合金液体(7)定时、定量供给，制造统一规格的轴承滚珠(15)问题。又能避免原料(7)高温氧化影响质量。 除上述独有的，与现有技术不同的技术特征外，本发明还要求保护以下技术范围: 3包括但不限于采用以铝、钛、锆、镍、铜、锌、铬、锰等金属多元素为主要成分的大块非晶金属合金材料(6)液体(7)为原料，在失重环境中，快速冷却，制造超高速轴承滚珠(15)。 4包括但不限于采用具有较强粘滞性的有机高分子溶液(12)构建均匀阻力场。例如，采用匀强电磁场，使金属合金液体(7)以接近匀速运动下落，代替采用具有较强粘滞性的有机高分子溶液(12)构建均匀阻力场，属于本发明保护的技术范围。 5包括但不限于金属合金液体(7)在冷却、凝固过程中，主要依靠本身的表面张力一次成型制造产品(15)的金属材料加工方法。
【专利摘要】本发明采用高频快速熔炼、失重成型等技术，设计了以低比重大块非晶金属合金为原料，经高频熔炼为合金液体，在均匀阻力场作用下，使合金液体在失重状态下滴落，并快速冷却，依靠液体表面张力自然成型的超高速轴承滚珠制造方法与设备。这种方法制造的轴承滚珠，其内部金属原子分布均匀、致密、没有金属晶体结构、也不存在晶格缺陷，与现有金属合金材料及现有加工工艺制造的超高速轴承滚珠相比，具有更佳的刚性、弹性、韧性和耐高温、耐疲劳性、耐磨损性，并且可以一次成型。既简化了制造工艺，降低了制造成本，又提高了轴承使用寿命。本发明属于新材料应用和金属加工工艺领域。适用于飞行器、高速离心机等超高速轴承制造行业。
【IPC分类】B22D27/00, C22C1/02
【公开号】CN105081287
【申请号】CN201510313287
【发明人】刘南林
【申请人】刘南林
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月5日