一种免分切非盘绕的非晶薄带制备方法及制备系统技术方案

本发明专利技术公开了一种免分切非盘绕的非晶薄带制备方法及制备系统，该制备方法在垂直于快淬冷却辊旋转方向的冷却辊面上设有若干个沟槽，使非晶薄带在甩制过程中在沟槽处自动断开，形成条段状非晶薄带；制备系统，包括熔料装置、甩制装置、条段状非晶薄带自动收集器。本发明专利技术在非晶薄带甩制过程中直接获得需要长度的条段状非晶薄带，省略掉现有技术中的先进行非晶薄带盘绕再进行倒盘和分切的冗余工序，提高生产效率、降低生产成本和设备投入，同时避免因盘绕引入应力作用而导致非晶薄带性能下降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于非晶薄带制取
，尤其涉及一种免分切非盘绕的非晶薄带制备方法及制备系统。
技术介绍
为获得非晶合金特殊的微观结构，要求制备过程中以极高的冷却速率直接从熔融状态快淬到凝固点以下的温度。单辊快淬技术是当前应用最广泛的技术。在现行技术中，都是采用连续甩带方法将合金熔融体经喷嘴持续喷射到高速旋转的冷却棍面上制成连续的非晶薄带。这样制成的非晶薄带从头至尾都是连续的，一炉熔体制成非晶薄带通常都是有数千米以上的长度。为了存储、搬运方便等原因，通常需要将单辊快淬法制成的非晶薄带进行盘绕，然而，这种盘绕成卷的非晶薄带往往并不是应用所需的，后续应用过程中通常需要将盘绕成卷的非晶薄带重新倒出来进行分切。可见，这种技术，不但盘绕过程需要耗费工时和人力成本，而且盘绕过程还会引入使非晶材料性能下降的应力；另外，盘绕成卷的非晶薄带重新分切过程非但需要分切设备使得非晶器件生产投入增大，而且生产效率低，耗费工时和人力成本高。当前，最先进的技术实现了非晶薄带甩制过程中的自动盘绕，但是这种自动盘绕技术，一方面，因为刚甩制还没凉透的非晶薄带盘绕过程中会引入应力的作用导致非晶薄带性能的显著下降；另一方面，实现自动盘绕的技术非常复杂，设备昂贵，且故障率高和损耗大。综上所述，现行非晶薄带甩制工艺存在冗余工序，非但使得生产厂商负担了昂贵的多余设备投入，浪费工时和劳力、生产效率低，而且影响非晶器件的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种免分切非盘绕的非晶薄带制备方法及制备系统，旨在解决现行非晶薄带甩制工艺存在冗余工序，免去现行非晶薄带制备过程的盘绕、倒带、分切等工序，非晶薄带制备过程直接获得非晶条段，免去盘绕和分切，避免盘绕分切过程引入应力，提高非晶薄带生产效率和质量，降低非晶软磁器件生产的劳动力成本和设备投入。本专利技术是这样实现的，一种免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，该免分切非盘绕的非晶薄带制备方法在垂直于快淬冷却辊旋转方向的冷却辊面上设有若干个沟槽，使非晶薄带在甩制过程中在沟槽处自动断开，形成条段状非晶薄带。进一步，冷却辊面上所设沟槽为直线或为曲线；沟槽的宽度为0.1mm～0.5mm,深度为0.1mm～0.3mm。进一步，所述免分切非盘绕的非晶薄带制备方法具体包括：按目标要求组分配置母料，用交流电弧熔炼法或高频感应加热法配置母合金；根据目标要求在冷却辊面上设置沟槽；根据目标要求配置非晶薄带收集装置；根据目标要求配置熔体喷嘴并熔融母合金；根据目标要求采用单辊快淬法制备非晶薄带叠垛。进一步，在冷却辊前方设有条段状非晶薄带自动收集器，将来自冷却辊的条段状非晶薄带自动收集并整齐叠放。进一步，所述条段状非晶薄带自动收集器用于自动升降条段状非晶薄带自动收集器托板的高度。进一步，所述自动升降托板的升降高度根据来自非晶薄带叠垛高度传感器探测到的非晶薄带高度信号进行自动升降。进一步，所述母合金组分为FeSiB或FeCuNbSiB或FeCoNBSiB或FeSiBPC以及其它能够形成非晶的软磁合金；所述条段状非晶薄带根据冷却辊旋转速度或根据熔融体喷嘴尺寸的大小进行控制。本专利技术另一目的在于提供一种免盘绕分切的非晶薄带制备系统，该免盘绕分切的非晶薄带制备系统包括：用交流电弧熔炼法或高频感应加热法熔融母合金并将熔融的母合金输送到甩制装置的熔料装置；用于将熔融的母合金甩制成非晶薄带的甩制装置；用于在甩制装置前方设有的条段状非晶薄带自动收集器，所述条段状非晶薄带自动收集器将来自甩制装置的条段状非晶薄带自动收集并整齐叠放。进一步，所述熔料装置包括：按目标要求组分配置的并用交流电弧熔炼法或高频感应加热法熔融的合金熔融体；用于盛装合金熔融体的坩埚；围绕在坩埚外部并用于控制合金熔融体熔融温度的高频感应线圈；用于输送熔融的合金熔融体的熔体喷嘴；所述甩制装置包括：用于将熔体喷嘴输送熔融的合金熔融体甩制成非晶薄带的冷却辊；垂直于快淬冷却辊旋转方向的冷却辊面上开设的若干个沟槽，所述沟槽用于使非晶薄带在甩制过程中在沟槽处自动断开，形成条段状非晶薄带；所述条段状非晶薄带自动收集器包括：用于存放冷却辊甩制成的非晶薄带的自动升降托板；存放在自动升降托板上的非晶薄带叠垛；连接在自动升降托板后端的后端面整齐板；连接在自动升降托板侧面的侧面整齐板；连接在自动升降托板前面的前端面整齐挡板；连接在自动升降托板下面并用于调节托板升降的托板升降支杆；容纳托板升降支杆的升降支杆滑槽；连接在非晶薄带叠垛上方的喇叭收集器；所述升降支杆滑槽开设在前端面整齐板上；所述非晶薄带叠垛上安装有用于控制自动升降托板升降的非晶薄带叠垛高度传感器。本专利技术提供的免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，在非晶薄带甩制过程中直接获得需要长度的条段状非晶薄带，省略掉现有技术中的先进行非晶薄带盘绕再进行倒盘和分切的冗余工序，提高生产效率、降低生产成本和设备投入，同时避免因盘绕引入应力作用而导致非晶薄带性能下降。本专利技术的目的是通过在垂直于快淬冷却辊旋转方向的冷却辊面上横向设置沟槽，使合金熔融体膜面依靠自身粘性和张力在所设置的沟槽处在被冷却凝固前自行断开实现的。采用高频感应技术将母合金加热成熔融液态，将合金熔融体喷射到设有横向沟槽的表面抛光的快速旋转的冷却辊面上。喷射到冷却辊面的合金熔融体，在光滑的辊面处被快速冷却形成厚薄和宽度均匀的非晶薄带。在辊面上设置的沟槽处，由于合金熔融体自身的粘性和表面张力，合金熔融体先形成连续的液膜，但由于沟槽处的辊面下凹不能紧贴熔融体液膜，使得在沟槽上方的液膜的冷却速率远低于沟槽两侧，而与辊面紧密接触的沟槽两侧的熔融体液膜被快速冷却凝固下来，先一步冷却凝固成的沟槽两侧的非晶薄带从两侧各自通过自身导热将沟槽处的熔融合金液膜温度降低，这种从两侧导热降温的过程使得沟槽处的液膜形成温度梯度(即两侧温度低中间温度高)，沟槽处液膜的这种温度梯度使得液膜以槽口中心线为分界线向两侧分离，形成了非晶薄带整齐的断口。这样形成的非晶薄带的长度就由冷却辊面上沟槽间的狐面距离来决定，在生产过程中可以根据后续应用的需要灵活调节。由于所得非晶薄带的长度等于冷却辊面上设置的沟槽间的弧面距离，只要设置的沟槽弧面间距统一，就可以获得长度一致的非晶薄带。这种长度一致的条段状非晶薄带，后续的收集也十分方便。便于与后续的器件制备工艺衔接，实现非晶器件制备流水线的自动控制。本专利技术技术与现有非晶薄带制备技术相比，具有明显优势。首先，本专利技术技术相比现有技术，具有节省工序，减少设备投入、避免重复劳动，节省劳动成本的优点：在现行技术中，都是采用连续甩带方法将合金熔融体制成连续的非晶薄带，一炉熔体制成非晶薄带的长度通常都在数千米以上。这么长的非晶薄带给后续的收集、存储和搬运带来了很多困难，通常人们采用将非晶薄带进行盘绕的方法进行收集。然而，这种后续的非晶薄带的盘绕过程，需要耗费大量的人力物力，也严重影响了非晶薄带甩制进程(只有将前一炉融体甩制的薄带收集完才能进行第二炉融体的甩制)。为了提升生产效率，人们开发了在线自动盘绕技术，但由于极高冷却速率的要求，冷却辊的旋转速度极高，在线自动盘绕技术十分复杂，设备昂贵，通常一条在线盘绕生产线需要多投入500万元以上。而且，在线自动盘绕技术在非晶薄带盘绕过程中会引入很大的应力，这种应力作用在还未冷却充分的非晶薄带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，其特征在于，该免分切非盘绕的非晶薄带制备方法在垂直于快淬冷却辊旋转方向的冷却辊面上设有若干个沟槽，使非晶薄带在甩制过程中在沟槽处自动断开，形成条段状非晶薄带。

【技术特征摘要】
1.一种免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，其特征在于，该免分切非盘绕的非晶薄带制备方法在垂直于快淬冷却辊旋转方向的冷却辊面上设有若干个沟槽，使非晶薄带在甩制过程中在沟槽处自动断开，形成条段状非晶薄带。2.如权利要求1所述的免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，其特征在于，冷却辊面上所设沟槽为直线或为曲线；沟槽的宽度为0.1mm～0.5mm,深度为0.1mm～0.3mm。3.如权利要求1所述的免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，其特征在于，所述免分切非盘绕的非晶薄带制备方法具体包括：按目标要求组分配置母料，用交流电弧熔炼法或高频感应加热法配置母合金；根据目标要求在冷却辊面上设置沟槽；根据目标要求配置非晶薄带收集装置；根据目标要求配置熔体喷嘴并熔融母合金；根据目标要求采用单辊快淬法制备非晶薄带叠垛。4.如权利要求1～3任意一项所述的免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，其特征在于，在冷却辊前方设有条段状非晶薄带自动收集器，将来自冷却辊的条段状非晶薄带自动收集并整齐叠放。5.如权利要求4所述的免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，其特征在于，所述条段状非晶薄带自动收集器用于自动升降条段状非晶薄带自动收集器托板的高度。6.如权利要求5所述的免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，其特征在于，所述自动升降托板的升降高度根据来自非晶薄带叠垛高度传感器探测到的非晶薄带高度信号进行自动升降。7.如权利要求3所述的免分切非盘绕的非晶薄带制备方法，其特征在于，所述母合金组分为FeSiB或FeCuNbSiB或FeCoNBSiB或FeSiBPC以及能够形成非晶的软磁合金；所述条段状非晶薄带根据冷却辊旋转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑金菊，方允樟，李文忠，潘日敏，叶慧群，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33