Способ непрерывного литья металлических волокон и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлического волокна с аморфной или мелкокристаллической структурой в процессе закалки расплава на подвижном кристаллизаторе. Цель изобретения - обеспечение возможности регулирования ширины волокна при постоянных технологических параметрах подачи расплава и повышение производительности процесса. Соосно установленные равного диаметра барабан 1 и диск 2 на неподвижной оси 3 на подшипниках качения 4 вращаются с заданной скоростью в одном или противоположных направлениях с возможностью примыкания со скольжением торцевыми поверхностями друг к другу. Отверстия предназначены для подачи охлаждающей среды на внутренние поверхности барабана и диска, а кольца 6 обеспечивают необходимую скорость охлаждения поверхностей. Питатель 7 с расплавом 8 установлен над зоной примыкания барабана к диску и связан с приводом перемещения вдоль и поперек зоны примыкания для регулирования толщины и ширины металлического волокна. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 22 0 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

&лажс7

УОО

Puz 2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4272732/02 (22) 21.07.87 (46) 15.07.91. Бюл. ¹ 26 (71) Гомельский политехнический институт (72) А.В.Степаненко, M.Н.Верещагин, О.И.Палий, В.К.Шелег, В.М.Капцевич, В.Е.Горунов и Е.А.Лапицкий (53) 621.746.27:621.746,047(088.8) (56) Патент США ¹ 3862658, кл, В 22 D 11/06, 1975. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛОКОН И УСТРОЙСТ. ВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлического волокна с аморфной или мелкокристаллической структурой в процессе закалки расплава на подвижном кристаллизаторе, Цель изобретения — обеспечение возможности

А„„Я „„1662749 А1 регулирования ширины волокна при постоянных технологических параметрах подачи расплава и повышение производительности процесса. Соосно установленные равного диаметра барабан 1 и диск 2 на неподвижной оси 3 на подшипниках 4 качения вращаются с заданной скоростью в одном или противоположных направлениях с возмож. ностью примыкания со скольжением торцовыми поверхностями друг к другу, Отверстия предназначены для подачи охлаждающей среды на внутренние поверхности барабана и диска, а кольца 6 обеспечивают необходимую скорость охлаждения поверхностей. Питатель 7 с расплавом 8 установлен над зоной примыкания барабана к диску и связан с приводом перемещения вдоль и поперек зоны примыкания для регулирования толщины и ширины металлического волокна 2 с. и 3 з,п. ф-лы, 4 ил.

1662749

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлического волокна с аморфной или мелкокристаллической структурой в процессе закалки расплава на подвижном кристаллизаторе, Цель изобретения — обеспечение возможности регулирования ширины волокна при постоянных технологических параметрах подачи расплава и повышение производительности.

На фиг,1 изображена схема устройства для реализации способа; на фиг.2 — сечение

А-А на фиг.1; на фиг,3 — устройство при перемещении диска и барабана в одном направлении; на фиг.4 — устройство при перемещении диска и барабана в противоположных направлениях.

Подача расплава одновременно на участки формообразующих взаимно-смещаемых поверхностей обеспечивает смещение формируемых слоев металла относительно друг друга. Разделение формируемого тонкого слоя по его ширине обеспечивается за счет того, что в процессе формирования силы сцепления формируемо о слоя с формообразующей поверхностью п ревышают силы межмолекулярного взаимодействия в затвердевающем расплаве вдоль линии примыкания взаимно-смещаемых поверхностей.

Устройство для получения металлического волокна содержит полые барабан 1 и диск 2 равного диаметра, установленные на неподвижной оси 3 посредством подшипников 4 качения, В оси 3 выполняют систему отверстий 5 для подачи охлаждающей среды, например газа, на внутренние поверхности барабана 1 и диска 2, а диск 2 примыкает к барабану 1 со скольжением торцовой поверхностью по торцовой поверхности барабана 1, Необходимую скорость омывания внутренней поверхности барабана 1 и диска 2 достигают установкой колец

6 на оси 3 с кольцевым зазором к внутренним поверхностям диска 2 и барабана 1.

Питатель 1 с расплавом 8 устанавливают над зоной примыкания диска 2 к барабану

1 и связывают с приводом перемещения вдоль и поперек эоны примыкания (привод не показан).

Устройство работает следующим образом, Соосно установленные на неподвижной оси 3 посредством подшипников 4 барабан

1 и диск 2 одинакового диаметра, примыкающие друг к другу со скольжением торцовыми поверхностями, приводятся во вращение с заданными скоростями посредством приводов (не показано) в одном или противоположных направлениях. Расплав 8 ем скоростей диска и барабана.

При вращении диска и барабана в про45 тивоположных направлениях с одинаковой скоростью и при подаче расплава по нормали к поверхностям обеспечивается равенство толщин слоев, формируемых на диске и барабане, что исключает последующую сорти50 ровку изделия по толщине.

Слои металла охлаждают со скоростью порядка 10 К/с и готовые волокна 9 и 10

5 отделяются от формообразующих поверхностей под действием центробежных сил, 55 При необходимости получения волокна строго заданной ширины осуществляют активный контроль ширины волокна известными методами и, в случае необходимости, прецизионно перемещают питатель 7 с расплавом 8 поперек зоны примыкания диска к

40 из питателя 1, установленного над зоной примыкания диска к барабану, подают на боковые поверхности барабана и диска под давлением инертного газа, например аргона, где он растекается в виде тонкого слоя металла с шириной, определяемой скоростью истечения расплава 8 из питателя 7, углом подачи расплава 8 на диск и барабан, расстоянием от питателя 7 до поверхностей диска и барабана, скоростью вращения диска и барабана, их диаметром и диаметром выходного отверстия сопла питателя 7.

В процессе формирования тонкого слоя металла части слоя, формируемые на поверхности диска и барабана, испытывают смещение относительно друг друга вдоль линии примыкания диска к барабану. Смещение слоев вызывает в тонком слое сдвиговые деформации вдоль линии примыкания диска к барабану и разделение тонкого слоя по

его ширине в процессе формирования изделия (слоя) вдоль линии примыкания на волокна 9 и 10. Стабильность разделения формлруемого слоя вдоль линии примыкания диска и барабана обеспечивают подбором соответствующей разности скоростей вращения диска и барабана, Необходимую разность скоростей диска и барабана подбирают для каждого конкретного расплава и технологических параметров процесса.

Вращение диска и барабана в одном направлении с заданной разностью скоростей изменяет тол цину слоя, формируемого как на диске, так и на барабане. При изменении угла подачи расплава, например при увеличении угла подачи, увЕличивается толщина слоя как на диске, так и на барабане при неизменных скоростях вращения.

При вращении диска и барабана в одном направлении наблюдают различие по толщине слоя расплава, формируемого на диске и барабане, что обусловлено различи1662749 барабану, Охлаждение барабана и диска осуществляют путем омывания их внутренних поверхностей охлаждающей средой, нап ример газом.

Пример. Используют диск и барабан 5 из бериллиевой бронзы с полированными боковыми поверхностями и одинаковыми диаметрами, равными 80 мм.

Закалку расплава иэ бронзы производят в следующем режиме. Вращение диска 10 и барабана осуществляют в противоположных направлениях с одинаковой линейной скоростью формообразующих поверхностей, равной 12,56 м/с (3000 об/мин), Контроль оборотов осуществляют при помощи 15 автоматического тахометра ЦАТ-2М. Диаметр сопла выходного отверстия кварцевого питателя 150 мкм. Угол подачи расплава

0 (угол между нормалью к боковым поверхностям диска и барабана и осью 20 струи расплава), Расстояние от сопла питателя до поверхностей диска и барабана 2 мм.

Давление газа (аргона) над расплавом в питателе 0,8 атм. Сопло питателя установлено симметрично относительно линии скольже- 25 ния диска и барабана (в поперечном направлении). Температура подаваемого расплава бронзы 1050 С.

По сравнению с известным способом подачи расплава только на одну поверх- 30 ность, например барабана (при прочих равных условиях), предлагаемый способ и устройство позволяют получать ширину металлического волокна в два раза меньшую, а производительность повышается на 35

100 .

Формула изобретения

1. Способ непрерывного литья металлических волокон, включающий подачу рас- 40 плава на движущуюся формообразующую поверхность, его охлаждение и последующее отделение от формообразующей поверхности, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования ширины волокна при постоянных технологических параметрах подачи расплава и повышения производительности, подачу расплава осуществляют одновременно на взаимно смещаемые вдоль формируемого слоя металлического волокна участки формообразующей поверхности.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что участки формообразующей поверхности смещают в одном направлении, 3, Способ поп.1, отл и ча ющийся тем, что участки формообразующей поверхности смещают в противоположных направлениях.

4. Устройство для непрерывного литья металлических волокон, содержащее барабан, установленный с возможностью вращения, и питатель с расплавом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования ширины получаемого волокна при постоянных технологических параметрах подачи расплава и повышения производительности, оно дополнительно снабжено диском с диаметром, равным диаметру барабана, и установленным соосно с ним с возможностью вращения и примыкания торцовой поверхностью к его торцовой поверхности, а питатель с расплавом установлен над зоной примыкания диска к барабану.

5. Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что питатель с расплавом установлен с возможностью перемещения вдоль эоны примыкания и перпендикулярно ей.

1662749

1662749

Составитель B,ßêosëåâ

Редактор М,Кобылянская Техред М,Моргентал Корректор Q.Öènëå

Заказ 2224 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101