非晶帶材制備用噴嘴及具有該噴嘴的非晶帶材制備裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非晶合金制備用噴嘴，本發(fā)明還涉及具有該噴嘴的非晶帶材制備裝置，屬于合金制造技術領域。
【背景技術】
[0002]非晶軟磁合金具有優(yōu)異軟磁性能，廣泛應用于電力電子、航天航空、交通運輸、電子信息通訊等不同領域中，以追求設備元器件小型化、低損耗、超靈敏等目標。超薄化是提高非晶軟磁合金軟磁性能的有效手段，非晶軟磁合金隨厚度減小其飽和磁感應強度、矯頑力、損耗等性能將得到進一步優(yōu)化，是一種非常理想的新型功能材料，可替代這些電子電器設備所用的傳統材料。
[0003]在現有的超薄非晶帶材制備工藝技術中，制備非晶帶材時，通常是將目標鋼液由噴嘴直接噴射到高速移動的冷卻載體上(如圓形銅棍等)，快速凝固成一定厚度的薄帶，噴流與冷卻載體表面呈垂直狀態(tài)。類似的技術文獻可以參考專利號為ZL201210408407.9的中國發(fā)明專利《具有成分梯度的非晶帶材及其制造方法》(授權公告號為CN102909326B);又可以參考專利號為ZL201320819614.3的中國實用新型專利《非晶寬帶制帶設備用緩壓噴嘴及非晶帶連續(xù)生產系統》(授權公告號為CN203695951U);還可以參考申請?zhí)枮?01410056107.8的中國發(fā)明專利申請公開《用于非晶帶材制備的噴嘴加熱裝置和溫度控制系統及方法》(申請公布號為CN103878329A)。
[0004]目前的這種噴嘴設計存在如下不足:首先，由于噴流與冷卻載體表面呈垂直狀態(tài)，在每秒百萬度的冷卻速率下，非晶帶材內部易產生很大的內應力，使非晶帶材變脆，內應力的存在使帶材橫向有一定的弧形，從而影響后續(xù)應用的加工性。其次，噴流與冷卻載體表面相互垂直也直接影響帶材外表面的平整度，受噴嘴的刮擦帶材外表面容易出現劃痕等缺陷。因而這些因素直接影響帶材的相關性能，無法保證后續(xù)器件的綜合性能；最后，現有的噴嘴包或噴嘴設計能保證一般帶材的穩(wěn)定制備，但不能實現超薄帶的制備。因此需要改進。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種能消除或減小非晶帶材內應力的非晶帶材制備用噴嘴。
[0006]本發(fā)明所要解決的又一個技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種能生產超薄非晶帶材的非晶帶材制備用噴嘴。
[0007]本發(fā)明所要解決的又一個技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種能消除或減小非晶帶材內應力的非晶帶材制備裝置。
[0008]本發(fā)明所要解決的又一個技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種能生產超薄非晶帶材的非晶帶材制備裝置。
[0009]針對斜噴式塊體旋轉流動鑄造制備新工藝的鋼液層流噴流與冷卻載體表面呈不垂直接觸特點，需調整或改變噴嘴包或噴嘴的結構設計，有三種調整改變噴嘴包或噴嘴的結構設計的方法，其一就是改變噴嘴包垂直度，其二就是改變噴嘴底面坡度，其三就是改變噴嘴流道結構。受噴嘴包和噴嘴結構限制，前兩種調整角度范圍小，實用性較低，而第三種方法保持噴嘴底部與冷卻體頂部相切，通過噴嘴流道與噴嘴底部形成不同角度的銳角a，從而使鋼液層流與冷卻體成相應角度的銳角，該方法不受噴嘴包和噴嘴結構控制，調整角度范圍大，可實現15°?85°的銳角。因此，可根據方法三通過特殊噴嘴流道形狀實現對鋼液層流的控制，從而實現鋼液層流與冷卻載體表面以不同角度接觸，進而實現鋼液層流在冷卻載體表面的斜鋪工藝，實現高品質超薄帶材的制備，消除或減小非晶帶材的內應力、弧形度、脆性，改善后續(xù)加工難題。
[0010]在傳統工藝方法基礎上開發(fā)出的斜噴式塊體旋轉流動鑄造制備新工藝，該工藝需要改變鋼液噴流與冷卻載體表面的接觸角度，進而需要對噴嘴流道進行新的設計，從而實現尚品質超薄非晶帶材的制備。
[0011]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種非晶帶材制備用噴嘴，該噴嘴內部具有腔體，底部形成有流道，其特征在于前述流道的中心線或流道末端的切線與水平方向呈15°?85°。實現鋼液層流在冷卻體表面上的斜鋪方式。
[0012]進一步，所述噴嘴的底面為一平整面，則前述流道的中心線或流道末端的切線與噴嘴的底面呈15°?85°。
[0013]所述的流道可以是為傾斜的直線形，該流道的軸線與水平方向呈15°?85°。
[0014]所述的流道也可以是弧形，該流道的切線與水平方向呈15°?85°。
[0015]所述的流道還可以是復合形，例如，流道包括上端的豎直段及位于豎直段下方的弧形段，該弧形段的切線與水平方向呈15°?85°。
[0016]為了便于加工，所述的噴嘴包括左分體和右分體對接而成，前述左分體的右側上端具有左大缺口，而右側下端具有左小缺口，對應地，所述右分體的左側上端具有右大缺口，而左側下端具有右小缺口，前述左分體與右分體處于對接狀態(tài)下，前述的左大缺口和右大缺口形成噴嘴內腔，同時，前述的左小缺口和右小缺口形成流道，左分體和右分體根據相應弧度要求加工，再組裝成相應結構形狀流道的噴嘴。
[0017]非晶帶材制備裝置，包括噴嘴及位于噴嘴下方的冷卻體，前述噴嘴的底部與冷卻體上端面具有間隙。所述噴嘴的鋼液射流方向與冷卻體表面呈15°?85°
[0018]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:實現鋼液層流在冷卻體表面的斜鋪工藝方式，改善了鋼液的流動屬性，使得進入噴嘴流道內的層流鋼液穩(wěn)定鋪展到冷卻體表面，制備出的非晶帶材厚度小、密度高、厚薄均勻、應力小、橫向弧形度小，有利于提高非晶帶材的質量品質，達到較好的非晶度，從而提高成品的性能。可以實現超薄非晶帶材的制備。
【附圖說明】
[0019]圖1是實施例1旋轉流動鑄造工藝的示意圖。
[0020]圖2是實施例1中噴嘴的結構示意圖。
[0021]圖3是實施例1制備出非晶帶材物的橫切面掃描電子顯微照片。
[0022]圖4是實施例1制備出非晶帶材物的自由面掃描電子顯微照片。
[0023]圖5是實施例2制備出非晶帶材物的橫切面掃描電子顯微照片。
[0024]圖6是實施例2制備出非晶帶材物的自由面掃描電子顯微照片。
[0025]圖7是實施例3噴嘴結構示意圖。
[0026]圖8是實施例3制備出非晶帶材物的橫切面掃描電子顯微照片。
[0027]圖9是實施例3制備出非晶帶材物的自由面掃描電子顯微照片。
[0028]圖10是實施例4噴嘴結構示意圖。
[0029]圖11是實施例4制備出非晶帶材物的橫切面掃描電子顯微照片。
[0030]圖12是實施例4制備出非晶帶材物的自由面掃描電子顯微照片。
[0031]圖13是實施例5噴嘴結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0033]實施例1，如圖1和圖2所示，本實施例中的非晶帶材制備用噴嘴10內部具有腔體11，底部形成有傾斜的直線形的流道2，流道2的中心線與水平方向呈銳角a，本實施例中的a為85°。噴嘴10的底面為一平整面12，即流道2的中心線與噴嘴的底面呈85°。
[0034]根據斜噴式塊體旋轉流動鑄造工藝采用直線型流道設計中流道與冷卻體3表面夾角a = 85°時(噴嘴的鋼液射流方向與冷卻體3表面呈85° )。采用Co69Fe4Ni2Si10B15合金為母合金，首先通過感