СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АМОРФНОЙ ЛЕНТЫ Российский патент 2002 года по МПК B22D11/06 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу производства аморфной ленты.

Известен способ производства аморфной ленты [1] , взятый в качестве прототипа. Способ включает подачу расплавленного металла под давлением через щелевое сопло на холодную поверхность барабана, вращающегося с заранее выбранной скоростью в интервале от 200 до 2000 оборотов в минуту, причем зазор между соплом и поверхностью барабана составляет от 0,03 до 1 мм, и закалку расплавленного металла в контакте с холодной поверхностью с целью затвердевания в непрерывную аморфную ленту. Способ предполагает, что расплав выдавливается через щелевое сопло с шириной щели от 0,3 до 1 мм под действием избыточного давления в плавильной камере, а для получения ленты заданной толщины заранее выбирается скорость вращения барабана, которая в процессе разливки остается постоянной.

Однако расположение плавильной камеры и щелевого сопла относительно поверхности барабана могут быть таковым (см. например, чертеж), что скорость истечения расплава из плавильной камеры изменяется в процессе разливки, если не поддерживать постоянный уровень расплава в плавильной камере. В этом случае для того, чтобы получить ленту заданной толщины необходимо непрерывно снижать скорость вращения барабана в процессе разливки.

Кроме того, при достаточно большой массе расплава, или точнее при большой высоте столба расплава, последний вытекает через щель сопла без избыточного давления газа в плавильной камере.

Расплав вытекает через щель до тех пор, пока силы поверхностного натяжения расплава не захлопнут лужу расплава в щели сопла. Следовательно, при некоторой высоте столба расплава обязательно необходимо создавать избыточное давление в плавильной камере, чтобы обеспечить непрерывность процесса разливки. Момент начала подачи избыточного давления зависит от физических свойств расплава, высоты столба расплава, ширины щели сопла, величины зазора между соплом и поверхностью барабана. В этот момент предпочтительно зафиксировать скорость вращения барабана, а процесс разливки продолжать за счет регулирования давления.

Характер зависимости скорости вращения барабана или давления в плавильной камере от времени определяется формой емкости, в которой находится расплав. Если емкость плавильной камеры имеет постоянное поперечное сечение по всей своей высоте, то скорость вращения барабана должна снижаться по линейному закону. Это же относится к зависимости давления от времени, которое должно расти по линейному закону. При этом предполагается, что зазор между поверхностью барабана и соплом имеет постоянную величину в течение всей разливки.

Таким образом, предлагается способ производства аморфной ленты заданной толщины включающий расплавление сплава в плавильной камере, выпуск расплава через сопло с одним или несколькими отверстиями на холодную поверхность вращающегося барабана с расстоянием между соплом и поверхностью барабана от 0,03 до 1 мм и затвердевание расплава в контакте с холодной поверхностью барабана, отличающийся тем, что процесс разливки производится в два этапа, причем на начальном этапе избыточное давление в плавильной камере не создается и скорость вращения барабана непрерывно снижается, а на конечном этапе избыточное давление в плавильной камере непрерывно увеличивается при постоянной скорости вращения барабана.

Чертеж. Поперечное сечение устройства для производства аморфной ленты: p - избыточное давление в плавильной камере, v - скорость вращения барабана, 1 - расплав, 2 - плавильная камера, 3 - поверхность холодного барабана, 4 - индуктор, 5 - щель сопла, 6 - аморфная лента.

Аморфную ленту шириной 20 мм получали на установке типа "Сириус" с расположением плавильной камеры и щелевого сопла над вращающимся барабаном. Внутренний диаметр плавильной камеры 0,19 мм, сопло имеет щель прямоугольной формы размером 20х0,6 мм. Зазор между соплом и поверхностью барабана составлял 0,2 мм. Слитки сплава Fe₇₇Ni₁Si₉B₁₃ массой 50, 40, 30 и 20 кг расплавляли и нагревали до температуры разливки в плавильной камере установки. Соответствующая этим массам начальная скорость вращения барабана составляла 1000, 910, 810 и 720 об/мин. Скорость вращения барабана в процессе разливки снижалась по линейному закону на 90 об/мин за 1 минуту, а избыточное давление в плавильной камере не создавалось.

Скорость вращения барабана фиксировалась в момент, когда в плавильной камере оставалось 10 кг сплава. В этот момент скорость вращения барабана снижалась до 610-630 об/мин. Далее в плавильную камеру подавали защитный газ под давлением, которое нарастало по линейному закону - 0,06 атмосфер за 1 минуту. После получения ленты измеряли толщину ленты вдоль всей длины. Результаты измерения составили 31±2 мкм.

Источники информации
1. Патент США 4221257 (1980).

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу производства аморфной ленты. Способ производства аморфной ленты заданной толщины включающий плавление сплава в плавильной камере, выпуск расплава через сопло на холодную поверхность вращающегося барабана при изменении давления расплава и газа в камере и затвердевание расплава в контакте с холодной поверхностью барабана, при этом выпуск расплава производят в два этапа, причем на начальном этапе избыточное давление в плавильной камере не создается и скорость вращения барабана непрерывно снижается, а на конечном этапе избыточное давление в плавильной камере непрерывно увеличивается при постоянной скорости вращения барабана. Технический результат - повышение точности толщины полученной аморфной ленты и улучшение качества поверхности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ производства аморфной ленты заданной толщины, включающий плавление сплава в плавильной камере, выпуск расплава через сопло на холодную поверхность вращающегося барабана при изменении давления расплава и газа в камере и затвердевание расплава в контакте с поверхностью барабана, отличающийся тем, что выпуск расплава производят в два этапа, причем на первом этапе скорость вращения барабана непрерывно снижают, а на втором этапе давление расплава и газа в плавильной камере непрерывно увеличивают при постоянной скорости вращения барабана. 2. Способ производства аморфной ленты по п.1, отличающийся тем, что скорость вращения барабана снижают по линейному закону. 3. Способ производства аморфной ленты по п.1, отличающийся тем, что давление расплава и газа в плавильной камере увеличивают по линейному закону.