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合金管材及其制作方法和設備的制作方法

文檔序號:3427835閱讀:328來源:國知局
專利名稱:合金管材及其制作方法和設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及合金管材及其制作方法和設備。
背景技術(shù)
現(xiàn)有技術(shù)中有一種如圖1所示意顯示的金屬特別是合金管材鑄造方案,其中,熔 融的液態(tài)合金(或金屬)12被放置在一個石英容器11里。石英容器11的下端有一個液態(tài) 合金出口 13。合金出口 13的口徑足夠地小,使得表面張力的作用足以阻止液態(tài)合金12的 下落;對于大多數(shù)合金,能滿足這樣條件的表面張力條件的出口 13的口徑小于3mm。通過 借助適當?shù)臍鈩友b置給容器11中的液態(tài)合金12施加壓力(圖1中用箭頭P表示),迫使 一部分液態(tài)合金16克服出口 13處的表面張力而排出到容器11之外,并在壓力作用P導致 的沖力和/或重力作用之下下落到出口 13下方的一個模具14的模腔15里。該壓力作用 P通常由一個氣動裝置產(chǎn)生。如果模腔15的口徑相對于液態(tài)合金部分16的尺寸足夠地小,則落入模腔15的液 態(tài)合金部分16會與模腔15的壁相接觸,并在壓力作用P導致的沖力和/或重力的作用下 在模腔15里繼續(xù)向下流動。由于模具14是常溫的并可由諸如銅的導熱材料制成,在液態(tài) 合金部分16的下落過程里,液態(tài)合金部分16與模腔15的壁相接觸的部分會被冷卻,而液 態(tài)合金部分16不與模腔15的壁接觸的中間部分則繼續(xù)下落,如此形成了附在模腔壁上的 連續(xù)的一層冷凝的合金材料,從而形成了成型的管材17,而剩余的液態(tài)合金部分16則從模 腔15的下端掉落出去。這種鑄造方法是一些合金尤其是非晶材料管材的一種非常實用的制作方法。但它 有非常嚴重的缺陷。S卩,制成的管材17的口徑受到出口 13所能排放的液態(tài)合金部分16的體積的限 制,即受到出口 13的口徑的限制,而出口 13的口徑又必須充分地小(一般不超過3mm)以 滿足如上所述的表面張力要求。因此,用這種方法制作的合金管的直徑受到了嚴重的限制,一般不超過3mm。同時,由于一次所能排放的液態(tài)合金部分16的體積有限,所能制作的管材的長度 也受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題,本發(fā)明人進行了深入的研究和探索,并提出了新穎而 卓越的解決方案,克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種合金管材制作設備,其特征在于包括一個模具,所述模具具有一個模腔, 一個容器,用于盛放液態(tài)合金,所述容器的下端有一個液態(tài)合金出口,所述液態(tài)合
金出口被設置在所述模腔的上方, 設置在所述液態(tài)合金出口上的一個網(wǎng),其中
所述網(wǎng)上有多個網(wǎng)眼,每個所述網(wǎng)眼的尺寸足夠地小,從而能夠借助表面張力的 作用而阻止所述液態(tài)合金通過所述網(wǎng)眼流出。用本發(fā)明的方法所制成的管材的口徑,完全排除了表面張力條件的限制,從根本 上克服了現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷。采用本發(fā)明的方法,可以實現(xiàn)孔徑大于/遠大于4mm的液態(tài)合金出口 23,并可以制 成直徑大于/遠大于4mm的合金管。


圖IA和IB示意顯示了傳統(tǒng)的一種合金管制作設備和方法。圖2示意顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合金管制作設備和方法。
具體實施例方式在圖2示意顯示的本發(fā)明的實施例中,用于盛放液態(tài)合金22的石英容器21的下 端有一個液態(tài)合金出口 23,在液態(tài)合金出口 23上設置了一個網(wǎng)28。網(wǎng)28可以用諸如陶瓷 的材料制成。網(wǎng)28上分布有多個網(wǎng)眼。網(wǎng)28的每個網(wǎng)眼的尺寸都滿足阻止液態(tài)合金22的下落的表面張力條件。當在容 器21中的液態(tài)合金22上施加足夠的壓力作用P時,液態(tài)合金22被強迫克服網(wǎng)28的各個 網(wǎng)眼的表面張力而排出。該壓力作用P通常由一個氣動裝置產(chǎn)生。網(wǎng)28可以用適當材料制成,只要該材料不與液態(tài)合金22發(fā)生反應。表1中列出 了可用于制作網(wǎng)28的材料的一些例子,可以根據(jù)所要鑄造的合金22的種類而從表1中選 用適當?shù)牟牧现谱骶W(wǎng)28。表1可用于制作陶瓷網(wǎng)的材料及其熔點 網(wǎng)28上的網(wǎng)眼分布足夠地密集,使得經(jīng)這些網(wǎng)眼排出的液態(tài)合金在經(jīng)過這些網(wǎng) 眼后能立即聚集成單一的一團液態(tài)合金團26。液態(tài)合金團26掉落到下方的模具24中。模 具24的模腔25具有適當?shù)目讖?,從而使落入模?5的液態(tài)合金部分26會與模腔25的 壁相接觸,并在壓力作用P導致的沖力和/或重力的作用下在模腔25里繼續(xù)向下流動。由 于模具24在初始時是常溫的并由諸如銅的導熱材料制成,在液態(tài)合金部分26的下落過程 里,液態(tài)合金部分26與模腔25的壁相接觸的部分會被冷卻,而液態(tài)合金部分26不與模腔 25的壁接觸的中間部分則繼續(xù)下落,如此形成了附在模腔壁上的連續(xù)的一層冷凝的合金材 料,從而形成了成型的管材27。用本發(fā)明的方法所制成的管材的口徑,完全排除了表面張力條件的限制,從根本 上克服了現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷。采用本發(fā)明的方法,可以實現(xiàn)孔徑大于/遠大于4mm的液態(tài)合金出口 23,并可以制 成直徑大于/遠大于4mm的合金管。應當理解的是,以上結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明所進行的描述只是說明而非限定 性的,且在不脫離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的前提下,可以對上述實施例進行各 種改變、變形、和/或修正。
權(quán)利要求
一種合金管材制作設備,其特征在于包括一個模具(24),所述模具具有一個模腔(25),一個容器(21),用于盛放液態(tài)合金(22),所述容器(21)的下端有一個液態(tài)合金出口(23),所述液態(tài)合金出口(23)被設置在所述模腔(25)的上方,設置在所述液態(tài)合金出口(23)上的一個網(wǎng)(28),其中所述網(wǎng)(28)上有多個網(wǎng)眼,每個所述網(wǎng)眼的尺寸足夠地小,從而能夠借助表面張力的作用而阻止所述液態(tài)合金(22)通過所述網(wǎng)眼流出。
2.如權(quán)利要求1所述的合金管材制作設備,其特征在于進一步包括用于在所述容器(21)中的所述液態(tài)合金(22)上施加一個壓力作用(P)從而使所述液 態(tài)合金(22)克服所述表面張力而從所述網(wǎng)眼流出的裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的合金管材制作設備,其特征在于所述網(wǎng)(28)用從由氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)、氧化鋯(Cr2O3)、氧化鉿(HfO2)、納米 銦錫金屬氧化物(ITO)、氧化釹(Nb2O3)、氧化鈹(BeO)、TiO2, &02、尖晶石MgO · A1203、莫來 石3A1203 · 2Si02、鋯鈦酸鉛PZT陶瓷、砷化鎵、硫化鋅、硒化鋅、氟化鎂、氟化鈣、堇青石(鎂 鋁硅酸鹽,2Mg0, 2A1203,5Si02)組成的組中選出的材料制成。
4.如權(quán)利要求1所述的合金管材制作設備,其特征在于 所述液態(tài)合金出口(23)的孔徑大于4mm所述網(wǎng)(28)上的所述網(wǎng)眼分布得足夠地密集,使得經(jīng)這些網(wǎng)眼排出的液態(tài)合金能聚 集成單一的一團的液態(tài)合金團(26)。
5.如權(quán)利要求2所述的合金管材制作設備,其特征在于所述用于在所述容器(21)中的所述液態(tài)合金(22)上施加一個壓力作用(P)從而使所 述液態(tài)合金(22)克服所述表面張力而從所述網(wǎng)眼流出的裝置是一種氣動裝置。
6.一種合金管材制作方法,其特征在于包括 把一個模具(24)置于一個容器(21)下方,其中 所述模具具有一個模腔(25),所述容器(21)盛有液態(tài)合金(22),所述容器(21)的下端有一個液態(tài)合金出口(23),所述模具(24)被置于所述液態(tài)合金 出口 (23)下方在所述液態(tài)合金出口(23)上設置有一個網(wǎng)(28),所述網(wǎng)(28)上有多個網(wǎng)眼,每個所述網(wǎng)眼的尺寸足夠地小,從而能夠借助表面張力的 作用而阻止所述液態(tài)合金(22)通過所述網(wǎng)眼流出,在所述容器(21)中的所述液態(tài)合金(22)上施加一個壓力作用,從而使所述液態(tài)合金 (22)克服所述表面張力而從所述網(wǎng)眼流出。
7.如權(quán)利要求6所述的合金管材制作方法,其特征在于所述網(wǎng)(28)用從由氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)、氧化鋯(Cr2O3)、氧化鉿(HfO2)、納米 銦錫金屬氧化物(ITO)、氧化釹(Nb2O3)、氧化鈹(BeO)、TiO2, &02、尖晶石MgO · A1203、莫來 石3A1203 · 2Si02、鋯鈦酸鉛PZT陶瓷、砷化鎵、硫化鋅、硒化鋅、氟化鎂、氟化鈣、堇青石(鎂 鋁硅酸鹽,2Mg0, 2A1203,5Si02)組成的組中選出的材料制成。
8.如權(quán)利要求6所述的合金管材制作方法,其特征在于所述液態(tài)合金出口(23)的孔徑大于4mm所述網(wǎng)(28)上的所述網(wǎng)眼分布得足夠地密集,使得經(jīng)這些網(wǎng)眼排出的液態(tài)合金能聚 集成單一的一團的液態(tài)合金團(26)。
9.用根據(jù)權(quán)利要求6-8中的任何一項的方法制成的合金管材。
10.用根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任何一項的設備制作的合金管材。
全文摘要
一種合金管材制作設備,其特征在于包括一個模具(24),所述模具具有一個模腔(25);一個容器(21),用于盛放液態(tài)合金(22),所述容器(21)的下端有一個液態(tài)合金出口(23),所述液態(tài)合金出口(23)被設置在所述模腔(25)的上方;設置在所述液態(tài)合金出口(23)上的一個網(wǎng)(28),其中,所述網(wǎng)(28)上有多個網(wǎng)眼,每個所述網(wǎng)眼的尺寸足夠地小,從而能夠借助表面張力的作用而阻止所述液態(tài)合金(22)通過所述網(wǎng)眼流出。用本發(fā)明的方法所制成的管材的口徑,完全排除了表面張力條件的限制,從根本上克服了現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷。采用本發(fā)明的方法,可以實現(xiàn)孔徑大于/遠大于4mm的液態(tài)合金出口23,并可以制成直徑大于/遠大于4mm的合金管。
文檔編號B22D17/08GK101927330SQ20091008724
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者賈皓凌, 趙磊, 馬朝利, 魯園園 申請人:北京航空航天大學
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