Устройство для получения волокон и порошка из расплава

 

О П И С А Н И Е „„92167О

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскин

Социалистические

Респубпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Допол интел ьное н а вт. с вид- ву— (22)Заявлено 04.08.80 (21) 2968537/22-02 (5! )М. Кл. с присоединением заявки РЙВ 22 D 11/06 Ъоудорстеенный комитет (23) Приоритетпо аелем изобретений и открытий

Опубликовано 23.04.82. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 23.04,82 (53) УДК 621. 746.. 27(088. 8) В.А.Васильев, Б.С.Митин, А.И.Манохин, AjA.Скуридин и К.Н. Кошкин i

I " г

Московский авиационный технологический -инаянл.ут.... им К.Э.Циолковского

1.1

1 (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКОН

И ПОРОШКА ИЗ РАСПЛАВА

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к порошковой металлургии, к получению ленты, волокон и порошка охлаждением расплава на вращающемся кристаллизаторе.

Изобретение может быть использовано для получения металлов и сплавов в аморфном состоянии, для получения волокон заданных размеров непосредственно из расплава, для получения металлических порошков со строго заданным гранулометрическим составом и для повышения эксплуатационных свойств различных металлов и сплавов.

Известны устройства для получения металлических нитей из расплава, содержащие теплоотводящий диск и ванну с расплавом (13.

Недостатком известных устройств является большая протяженность контакта диска с расплавом, отсутствие защиты расплава от охлаждения и окисления, колебание расплава в ванне.

Известно также устройство, в котором с помощью приспособлений сокращается контакт диска с расплавом (2 ).

Однако в нем отсутствует защита расплава в ванне от окисления и охлаждения, а колебания расплава не устраняются.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее теплоотводящий диск из материала с высокой теплопроводностью, систему поддержания заданного уровня погружения диска в расплав, ванну с расплавом и перегородку специальной формы в ванне с расплавом.

Вращающийся теплоотводящий диск погружается в ванну с расплавом на заданную глубину, причем место касания диска с расплавом находится внутри емкости, образованной перегородкой в ванне. Перегородка устраняет образование волны в ванне с

921670 расплзвом и уменьшает колебание поверхности расплава 3 J.

Недостатком данного устройства является отсутствие защить> расплава от окисления и от охла>кдения, а также большая протяженность контакта диска с расплавом.

Цель изобретения — уменьшение протяженности контакта диска с расплавом, защита расплава от окисления и от охлаждения, устранение колебаний расплава.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем теплоотводящий диск, соединенный с приводом вращательного движения, расположенный над ванной с расплавом, J

:и систему поддержания заданного уровня погружения диска в расплав, имеется пластина, размещенная под диском с отверстием, ось которого совпадает с вертикальной осью диска.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из теплостводящего диска 1, привода вращательного движения диска 2, ванны с расплавом системы поддер>нания заданного уровня погружения диска в расплав 4 и пластины 5 с отверстием под диском 6.

Устройство работает следующим образом.

Теплоотводящий диск 1 приводится во вращение с помощью привода вращательного движения 2, Ванна с расплавом металла или другого вещества находится под диском, Расстояние между поверхностью расплава и диском устанавливается с помощью системы поддержания заданногo уровня погружения диска в расплав. На поверхности находится пластина 5 из материала, не взаимодействующего с расплавом. Плотность пластины ниже плотности расплава, в результате чего пластина находится на поВерхности расплава. В пластине имеется отверстие

6, через которое расплав подается к диску. Отверстие может быть прямоугольной, круглой и другой формы. В результате давления пластины на поверхность расплава происходит выдавливание расплава из отверстия. В отверстии образуется купол расплава регулируемой величины. Величина купола регулируется весом пластины и размерами пластины с отверстием, а также зависит от свойств расплава.

Вся поверхность расплава, 3л .сключением отверстия закрыта све;>ху пласf тиной и предохраняется o T окисления и от охла>ндения. Пластина мешает распространению колебаний по поверхности расплава. Вследствие того, что поверхность расплава в отверстии имеет форму купола, протяженность контакта между диском и расплавом уменьшается по сравнению с плоской поверхностью расплава, Во время работы уровень расплава в ванне понижается и пластина опускается, предохраняя расплав от взаимодействия с внешней средой.

Расстояние между диском и поверхностью расплава остается постоянной за счет работы системы поддержания заданного уровня погружения диска в расплав. Расплав в момент контакта затвердевает на поверхности диска и затем под действием термических напряжений и центробежной силы отделяется от него в виде затвердевшей готовой продукции. Используя диск с гладкой поверхностью рабочей кромкой можно получить непрерывную ленту, ширина которой равна ширине диска, а толщина определяется свойствами расп.пава и режимами получения. Диск с одной или несколькими острыми кромками позволяет получать непрерывное волокно заданного сечения. Диск с насечками на поверхности рабочей кромки дает возможность получать порошок заданной формы и размеров. Уменьшение протяженности контакта диска с поверхностью расплава приводит к увеличению скорости охлаждения материала, получаемого с помощью данного устройства, Пример конкретного исполнения.

Устройство состоит из медного теплоотводящего диска 1 диаметром 200 мм с диапазоном регулирования 10018000 об/мин, графитовой ванны 3 с расплавом алюминия, системы поддержания заданного уровня погружения 4 диска в расплав и графитовой пластины 5 толщиной 5 мм с отверстием прямоугольной формы 6 размером 45 20 мм.

Глубина погружения диска в расплав поддерживается 20 мкм с помощью системы 4. По периметру диска выполнено

30 рабочих кромок с углом заточки о

60 . При скорости вращения диска

8000 об/мин, температуре расплава

800 С с каждой рабочей кромки получается непрерывное волокно, Суммарная производительность устройства

9216

150000 м волокна в минуту. Диа етр получаемых волокон 30 мкм. Скорость охлаждения 10 -10 град. /с, Базовым обьектом для промышленного получения волокон является волочение (деформирование металла протягиванием катанных или прессованных заготовок через фильеру меньшего сечения). Ilo сравнению с базовым объектом устройство значительно упрощает процесс получения волокон и ленты, за одну операцию из расплава получается готовое волокно или лента.. Кроме того, с помощью данного устройства можно за счет сверхвысокой скорости охлаждения получить материал с уникальными свойствами - сочетание высокой прочности, пластичности, коррозионной стойкости и хороших эксплуатационных свойств. Возможно также 20 получение новых, ранее неизвестных метастабильных сплавов, в том числе аморфных.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает защиту поверх- 25 ности расплава от окисления, от охлаждения, уменьшение и устранение колебаний расплава, повышение скорости охлаждения получаемого материала за

70 6 счет сокращения протяженности контакта диска с ра плавом.

Формула изобретения

Устройство для получения волокон и порошка из расплава, содержащее теплоотводящий диск, соединенный с приводом вращательного движения, расположенный над ванной с расплавом, и систему поддержания заданного уровня погружения диска в расплав, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью защ иты поверхности расплава от охлаждения и от окисления, повышения скорости охлаждения полученных волокон и порошков путем сокращения контакта с расплавом и для устранения колебаний расплава устройство дополнительно содержит пластину, размещенную под диском с отверстием, ось которого совпадает с вертикальной осью диска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент CIIIA и 3871739, кл. 164-87, 1976.

2. Патент США NÃ 3863700, кп. 164-87, 1976.

3. Патент США Р 4170257, кл. 164-87, 1978.

Составитель В.Битков

Редактор A.Øàíäoð Техред И. Гайду Корректор Л.Бокшан

Заказ 2443/10 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д,4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4