專利名稱：鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是 一種鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置 及其方法，屬于鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置及其 方法的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
非晶態(tài)合金由于其無序結(jié)構(gòu)的特點，不存在磁晶各向異性，因而易于磁化；而且沒有位錯、晶界等晶體缺陷，故磁導率、飽和磁感 應強度高；矯頑力低、損耗小，是理想的軟磁材料?，F(xiàn)巿場上在電路 中用到的變壓器、電路尖鋒抑制器等小型磁性器件，多用硅鋼等金屬 軟磁材料和鐵氧體軟磁材料做成，其鐵芯損耗大。若用非晶帶材制作， 一方面帶材繞成小型環(huán)形磁性器件難度較大，另一方面計算其性能參 數(shù)時所用的體積要乘以0.8的疊片系數(shù)，不利于電路小型化的發(fā)展趨發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供 一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便 的鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置。本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備效率高，且工藝條件簡單， 容易在工業(yè)生產(chǎn)條件下實施的鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸 鑄制備裝置的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置，包括有電極、爐腔、銅坩堝、銅模、型芯、型腔、 吸鑄管、水冷裝置，爐腔內(nèi)設(shè)有若干個銅坩堝，其中至少一個銅坩堝 為吸鑄用銅坩堝，其余為熔煉用銅坩堝，電極穿過爐殼伸進爐腔內(nèi)的 熔煉用銅坩堝中，熔煉用銅坩堝內(nèi)放入按成分要求配制好的有軟磁的 鐵基塊體非晶合金原料，吸鑄用銅坩堝的下部設(shè)有水冷裝置，且水冷 裝置內(nèi)設(shè)有銅模，銅模內(nèi)設(shè)有與吸鑄用銅坩堝相通的型腔，型腔內(nèi)設(shè) 有型芯，型腔外設(shè)有能將吸鑄用銅坩堝中的合金液吸入到帶有型芯的 型腔中的吸鑄管。上述爐腔為真空電弧爐爐腔。上述型芯用石墨材料做出。本發(fā)明鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置的制備方法，其包括如下具體步驟1) 選用具體有軟磁的鐵基塊體非晶合金，按成分要求配制好原 料，置于爐腔的熔煉用銅坩堝中；2) 然后對爐腔抽真空，當達到一定的真空度后充入氬氣等惰性 氣體至一個大氣壓，在惰性氣體保護下熔煉合金3 ~ 5次成母合金；3) 然后把母合金移至吸鑄用銅坩堝中再次熔化成液體后吸入到 帶有型芯的型腔中，并通過水冷裝置快速冷卻，得到塊體非晶合金棒, 型腔的內(nèi)腔形成磁芯的外徑，型芯形成磁芯的內(nèi)徑；4) 取出銅模，把銅模分成兩半，得到帶石墨芯的塊體非晶合金棒；5) 用線切割機切割非晶合金棒，得到所需的高度尺寸，去掉型芯石墨，即獲得所需的塊體非晶合金環(huán)形磁芯。
上述步驟5)得到的環(huán)形磁芯表面經(jīng)絕緣處理后，繞上線圏，即
做成了小型電感或電路尖鋒抑制器。
本發(fā)明由于釆用將有軟磁的鐵基塊體非晶合金，按成分要求配制 好原料，用真空電弧爐在惰性氣體保護下多次冶煉合金，然后吸鑄到
帶有型芯的水冷銅模中，直接得到鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的結(jié) 構(gòu)，采用本發(fā)明制備的鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯，內(nèi)外徑直接鑄造 成型，經(jīng)線切割得到所需的高度尺寸，解決了用非晶條帶繞制存在占 空系數(shù)的問題。用水冷銅模吸鑄法制備鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯， 該環(huán)形磁芯磁導率、飽和磁感應強度高，矯頑力低、損耗小。本發(fā)明 的制備方法利用電弧熔煉合金的無污染、均勻性好的優(yōu)點，又利用了 吸鑄技術(shù)熔體充型好、銅模冷卻快的長處，合金的熔煉、充型、凝固 過程在真空腔內(nèi)通過一次抽真空完成，避免了接觸空氣和外界污染， 制備效率高，且工藝條件簡單，容易在工業(yè)生產(chǎn)條件下實施，可廣泛 應用于小型變壓器、電路尖鋒抑制器等領(lǐng)域。本發(fā)明是一種設(shè)計巧妙， 性能優(yōu)良，方便實用的鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝 置及其方法。


圖1為本發(fā)明鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置
的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明制作的塊體非晶合金環(huán)形磁芯用作電路尖鋒抑制 器的電路示意圖。
具體實施例方式
實施例
本發(fā)明鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖如圖l所示，包括有電極l、爐腔2、銅坩堝3、銅模4、型芯 5、型腔6、吸鑄管7、水冷裝置8，爐腔2內(nèi)設(shè)有若干個銅坩堝3, 其中至少一個銅坩堝3為吸鑄用銅坩堝，其余為熔煉用銅坩堝，電極 1穿過爐殼伸進爐腔2內(nèi)的熔煉用銅坩堝3中，熔煉用銅坩堝3內(nèi)放 入按成分要求配制好的有軟磁的鐵基塊體非晶合金原料，吸鑄用銅坩 堝(3)的下部設(shè)有水冷裝置8，且水冷裝置8內(nèi)設(shè)有銅模4，銅模4 內(nèi)設(shè)有與吸鑄用銅坩堝3相通的型腔6，型腔6內(nèi)設(shè)有型芯5，型腔 6外設(shè)有能將吸鑄用銅坩堝3中的合金液吸入到帶有型芯5的型腔6 中的吸鑄管7。
上述爐腔2為真空電弧爐爐腔。
上述型芯5用石墨材料做出。
本發(fā)明鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置的制備 方法，其包括如下具體步驟
1) 選用具體有軟磁的鐵基塊體非晶合金，按成分要求配制好原 料，置于爐腔2的熔煉用銅坩堝3中；
2) 然后對爐腔2抽真空，當達到一定的真空度后充入氬氣等惰 性氣體至一個大氣壓，在惰性氣體保護下熔煉合金3 ~ 5次成母合金;
3) 然后把母合金移至吸鑄用銅坩堝3中再次熔化成液體后吸入 到帶有型芯5的型腔6中，并通過水冷裝置8快速冷卻，得到塊體非 晶合金棒，型腔6的內(nèi)腔形成磁芯的外徑，型芯5形成磁芯的內(nèi)徑；4) 取出銅模4，把銅模4分成兩半，得到帶石墨芯的塊體非晶 合金棒；
5) 用線切割機切割非晶合金棒，得到所需的高度尺寸，去掉型 芯石墨，即獲得所需的塊體非晶合金環(huán)形磁芯。
上述步驟5)得到的環(huán)形磁芯表面經(jīng)絕緣處理后，繞上線圈，即 做成了小型電感或電路尖鋒抑制器。圖2為本發(fā)明制作的塊體非晶合 金環(huán)形磁芯用作電路尖鋒抑制器9的電路示意圖，若在兩個二極管 10之前沒有連接尖鋒抑制器9，當整流電路的頻率高到一定值后，由 于整流二極管10的反相恢復作用，輸出波形會出現(xiàn)反向尖鋒。接上 該發(fā)明所做的尖鋒抑制器9后，由于非晶合金磁芯具有飽和磁感應強 度高、磁導率高、矯頑力低和電感大，當突變的電流(包括方向和大 小)出現(xiàn)時，尖鋒抑制器9具有明顯的抑制作用，減小整流二極管IO 反相恢復所造成的峰值突變。
權(quán)利要求
1、一種鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置，其特征在于包括有電極(1)、爐腔(2)、銅坩堝(3)、銅模(4)、型芯(5)、型腔(6)、吸鑄管(7)、水冷裝置(8)，爐腔(2)內(nèi)設(shè)有若干個銅坩堝(3)，其中至少一個銅坩堝(3)為吸鑄用銅坩堝，其余為熔煉用銅坩堝，電極(1)穿過爐殼伸進爐腔(2)內(nèi)的熔煉用銅坩堝(3)中，熔煉用銅坩堝(3)內(nèi)放入按成分要求配制好的有軟磁的鐵基塊體非晶合金原料，吸鑄用銅坩堝(3)的下部設(shè)有水冷裝置(8)，且水冷裝置(8)內(nèi)設(shè)有銅模(4)，銅模(4)內(nèi)設(shè)有與吸鑄用銅坩堝(3)相通的型腔(6)，型腔(6)內(nèi)設(shè)有型芯(5)，型腔(6)外設(shè)有能將吸鑄用銅坩堝(3)中的合金液吸入到帶有型芯(5)的型腔(6)中的吸鑄管(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝 置，其特征在于上述爐腔(2)為真空電弧爐爐腔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝 置，其特征在于上述型芯(5)用石墨材料做出。
4、 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制 備裝置的制備方法，其特征在于包括如下具體步驟1) 選用具體有軟磁的鐵基塊體非晶合金，按成分要求配制好原料，置于 爐腔(2)的熔煉用銅坩堝(3)中；2) 然后對爐腔(2)抽真空，當達到一定的真空度后充入氬氣等惰性氣體 至一個大氣壓，在惰性氣體保護下熔煉合金3 ~ 5次成母合金；3) 然后把母合金移至吸鑄用銅坩堝(3)中再次熔化成液體后吸入到帶有型芯(5)的型腔(6)中，并通過水冷裝置(8)快速冷卻，得到塊體非晶合 金棒，型腔(6)的內(nèi)腔形成磁芯的外徑，型芯(5)形成磁芯的內(nèi)徑；4) 取出銅模(4)，把銅模(4)分成兩半，得到帶石墨芯的塊體非晶合金棒；5) 用線切割機切割非晶合金棒，得到所需的高度尺寸，去掉型芯石墨， 即獲得所需的塊體非晶合金環(huán)形磁芯。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝 置的制備方法，其特征在于上述步驟5)得到的環(huán)形磁芯表面經(jīng)絕緣處理后， 繞上線圈，即做成了小型電感或電路尖鋒抑制器。
全文摘要
本發(fā)明是一種鐵基塊體非晶合金環(huán)形磁芯的銅模吸鑄制備裝置及其方法。本發(fā)明的制備裝置包括有電極、爐腔、銅坩堝、銅模、型芯、型腔、吸鑄管、水冷裝置，爐腔內(nèi)設(shè)有若干個銅坩堝，其中至少一個銅坩堝為吸鑄用銅坩堝，其余為熔煉用銅坩堝，電極穿過爐殼伸進爐腔內(nèi)的熔煉用銅坩堝中，熔煉用銅坩堝內(nèi)放入按成分要求配制好的有軟磁的鐵基塊體非晶合金原料，吸鑄用銅坩堝的下部設(shè)有水冷裝置，且水冷裝置內(nèi)設(shè)有銅模，銅模內(nèi)設(shè)有與吸鑄用銅坩堝相通的型腔，型腔內(nèi)設(shè)有型芯，型腔外設(shè)有能將吸鑄用銅坩堝中的合金液吸入到帶有型芯的型腔中的吸鑄管。本發(fā)明的制備裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。本發(fā)明的制備方法制備效率高，且工藝條件簡單，容易在工業(yè)生產(chǎn)條件下實施。
文檔編號B22D18/06GK101502873SQ200910037898
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者強 任, 奇 張, 徐志武, 楊元政, 溫敦古, 謝致薇, 陳先朝 申請人:廣東工業(yè)大學