用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡的装置。旨在解决工业制备非晶材料过程中产品质量不稳定的技术问题。该装置包括设备旁通接口、压力调节机构和对接于所述旁通接口的氩气收集容器，所述压力调节机构包括压力传感器、控制器和电磁控制阀，所述压力传感器设置在所述旁通接口中，所述电磁控制阀设置于旁通接口出口端和压力传感器之间，所述控制器分别与所述压力传感器、电磁控制阀电连接。本实用新型解决了工业制备非晶材料过程中设备内部压力不恒定的问题，有效提高了产品质量的稳定性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及非晶材料的快淬制备，特别是用于感应式真空熔体快淬设备的压 力平衡装置。 用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置
【背景技术】
[0002] 真空熔体快淬是一种能将熔融合金快速冷却获得块体非平衡态材料的先进凝固 技术。该技术的实现通常是利用真空熔体快淬设备对母合金进行二次熔炼，然后在真空状 态下，利用压力差将完全熔融的母合金喷射到铜棍上实现快淬，获得具有超细结构的非平 衡组织。作为一种常用的真空熔体快淬设备，感应式真空熔体快淬设备是利用感应线圈的 感应加热作用来冶炼石英管中的母合金。在其开始冶炼之前，利用机械泵将设备腔体内的 真空度抽至6X K^Pa以上，再使用开扩散泵将真空度抽至3X l(T3Pa以上，然后充入纯度在 99. 999%以上的高纯氩气作为保护气体。冶炼完成后，调节石英管内的氩气压力，利用石英 管与设备腔体内的压力差将完全熔化的熔体从石英管下端的小孔喷射在高速旋转的铜轮 上急速冷凝，形成非晶条带飞出铜轮表面，被甩入和腔体连接的长集料筒中。在工业化生产 中由于一次性甩制非晶条带可达几十到几百公斤，甩制过程中石英管内部的氩气会随熔体 进入到设备腔体中，导致设备腔体内压力增大，从而使得坩埚和设备腔体内压力差减小，直 接影响熔体的喷射速度，导致甩制得到的带材质量不稳定，成形性较差。
【发明内容】
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于感应式真空熔体快淬设备的压力 平衡装置，该装置可以监测并调控设备腔体内部的气体压力，以保持熔体喷射所要求的压 力差恒定，使熔体的喷射速度得到保证，从而增加产品质量的稳定性，保障生产过程的连续 性，提高了生产效率。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
[0005] 设计一种用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置，包括连通感应式真 空熔体快淬设备腔体的旁通接口，该装置还包括压力调节机构和对接于所述旁通接口的氩 气收集容器，所述压力调节机构包括压力传感器、控制器和电磁控制阀，所述压力传感器设 置在所述旁通接口中，所述电磁控制阀设置于旁通接口出口端和压力传感器之间，所述控 制器分别与所述压力传感器、电磁控制阀保持电连接。
[0006] 所述旁通接口出口端和氩气收集容器进口端之间为企口管式对接结构，且在该对 接结构中设置有相应的密封圈。
[0007] 在所述旁通接口的出口端与氩气收集容器的进口端分别设置有相应的法兰，两法 兰经由螺栓固定连接。
[0008] 在所述两法兰间还设置有密封垫。
[0009] 所述控制器为PLC控制器。
[0010] 上述装置的使用步骤如下： toon] (1)将熔炼好的母合金用大剪刀剪碎成小块，装入底端开小孔喷嘴的石英管中；
[0012] (2)通过控制器打开电磁控制阀，利用机械泵将感应式真空熔体快淬设备腔体内 的真空度抽至eXK^Pa以上，再使用开扩散泵将真空度抽至3Xl(T 3Pa以上；
[0013] (3 )关闭电磁控制阀，使氩气收集容器内部保持真空度为3 X l(T3Pa ;
[0014] (4)在设备腔体内部充入纯度在99. 999%以上的高纯氩气作为保护气体，并确保 充入气体的压力值满足实际要求；
[0015] (5)根据设备腔体内充入的氩气压力值设置压力传感器的上限报警值和下限报警 值；
[0016] (6)利用感应式真空熔体快淬设备对石英管内的母合金进行熔炼，待其完全熔化 后，利用石英管内外的氩气压力差将熔体喷射在高速旋转的铜轮上急速冷凝，形成非晶条 带飞出铜轮表面，并由和腔体连接的长集料筒进行收集；
[0017] (7)在熔体喷射甩制过程中，随熔体喷射进入设备腔体内的氩气使得腔体内气体 压力升高，当压力传感器测得设备内部气体压力大于预设的上限报警值时，压力传感器报 警，控制器命令电磁控制阀打开，设备内部的部分氩气经由旁通接口进入氩气收集容器，即 可降低设备内的气压值，当该气压值降低到小于预设的下限报警值时，控制器将关闭电磁 控制阀，从而使设备内部的气体压力值基本平衡在误差范围之内。
[0018] 本实用新型具有积极有益的效果：
[0019] 解决了感应式真空快淬设备在制备非晶材料过程中的技术难题，尤其是产品成形 的难题，有利于增加产品质量的稳定性，保障生产过程的连续性，提高了生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为一种用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置的结构示意图；
[0021] 图2为图1中A部放大示意图；
[0022] 1为旁通接口，2为压力传感器，3为控制器，4为电磁控制阀，5为密封圈，6为螺 栓，7为密封垫，8为氩气收集容器。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例对本实用新型作进一步说明：
[0024] 实施例1，一种用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置，参见图1，包括 感应式真空熔体快淬设备的旁通接口 1，由压力传感器2、控制器3、电磁控制阀4和连接线 路组成的压力调节机构，氩气收集容器8。所述氩气收集容器8的进口端与旁通接口 1的出 口端相对接，形成企口管式对接结构，在该对接结构中设置有相应的密封圈5。旁通接口 1 的出口端与氩气收集容器8的进口端分别设置有相应的法兰，两法兰经由螺栓6固定连接， 在两法兰间还设置有密封垫7。压力传感器2和电磁控制阀4均设置在设备旁通接口 1上。
[0025] 用上述装置调节感应式真空熔体快淬设备内部压力的方法如下：
[0026] (1)将熔炼好的母合金用大剪刀剪碎成小块，装入底端开小孔喷嘴的石英坩埚 中；
[0027] (2)通过控制器3打开电磁控制阀4,利用机械泵将感应式真空熔体快淬设备腔体 内的真空度抽至6X10^^以上，再使用开扩散泵将真空度抽至3Xl(T 3Pa以上；
[0028] (3)关闭电磁控制阀4,使氩气收集容器8的内部保持真空度为3X l(T3Pa ;
[0029] (4)在设备腔体内部充入纯度在99. 999%以上的高纯氩气作为保护气体，并确保 充入气体的压力值满足实际要求；
[0030] (5)根据设备腔体内充入的氩气压力值设置压力传感器2的上限报警值和下限报 警值；
[0031] (6)利用感应式真空熔体快淬设备对石英坩埚内的母合金进行熔炼，待其完全熔 化后，利用坩埚内外的氩气压力差将熔体喷射在高速旋转的铜轮上急速冷凝，形成非晶条 带飞出铜轮表面，并由和腔体连接的长集料筒进行收集；
[0032] (7)在熔体喷射甩制过程中，随熔体喷射进入设备腔体内的氩气使得腔体内气体 压力升高，当压力传感器2测得设备内部气体压力大于预设的上限报警值时，压力传感器2 报警，控制器3命令电磁控制阀4打开，设备内部的部分氩气经由旁通接口 1进入氩气收集 容器8,即可降低设备内的气压值，当该气压值降低到小于预设的下限报警值时，控制器3 将关闭电磁控制阀4,从而使设备内部的气体压力值基本平衡在误差范围之内。
[0033] 在真空熔体快淬设备甩制非晶材料的过程中，压力自平衡装置保持设备腔体内部 的气体压力恒定，允许设备连续可靠生产，有效增加了产品质量的稳定性。
[〇〇34] 上面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型 并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本 实用新型宗旨的前提下进行变更或改变。
【权利要求】
1. 一种用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置，包括连通感应式真空熔体快 淬设备腔体的旁通接口，其特征在于，该装置还包括压力调节机构和对接于所述旁通接口 的氩气收集容器，所述压力调节机构包括压力传感器、控制器和电磁控制阀，所述压力传感 器设置在所述旁通接口中，所述电磁控制阀设置于旁通接口出口端和压力传感器之间，所 述控制器分别与所述压力传感器、电磁控制阀保持电连接。
2. 根据权利要求1所述的用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置，其特征在 于，所述旁通接口出口端和氩气收集容器进口端之间为企口管式对接结构，且在该对接结 构中设置有相应的密封圈。
3. 根据权利要求2所述的用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置，其特征在 于，在所述旁通接口的出口端与氩气收集容器的进口端分别设置有相应的法兰，两法兰经 由螺栓固定连接。
4. 根据权利要求3所述的用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置，其特征在 于，在所述两法兰间还设置有密封垫。
5. 根据权利要求1所述的用于感应式真空熔体快淬设备的压力自平衡装置，其特征在 于，所述控制器为PLC控制器。
【文档编号】B22D11/06GK203875298SQ201420160082
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】许晓飞, 李育洛, 李福山, 董晓源, 吴雪源 申请人:登封市中岳新能源科技有限公司, 郑州大学