专利名称：合金管材及其制作方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及合金管材及其制作方法和设备。
背景技术：
现有技术中有一种如图1所示意显示的金属特别是合金管材铸造方案，其中，熔 融的液态合金(或金属)12被放置在一个石英容器11里。石英容器11的下端有一个液态 合金出口 13。合金出口 13的口径足够地小，使得表面张力的作用足以阻止液态合金12的 下落；对于大多数合金，能满足这样条件的表面张力条件的出口 13的口径小于3mm。通过 借助适当的气动装置给容器11中的液态合金12施加压力(图1中用箭头P表示)，迫使 一部分液态合金16克服出口 13处的表面张力而排出到容器11之外，并在压力作用P导致 的冲力和/或重力作用之下下落到出口 13下方的一个模具14的模腔15里。该压力作用 P通常由一个气动装置产生。如果模腔15的口径相对于液态合金部分16的尺寸足够地小，则落入模腔15的液 态合金部分16会与模腔15的壁相接触，并在压力作用P导致的冲力和/或重力的作用下 在模腔15里继续向下流动。由于模具14是常温的并可由诸如铜的导热材料制成，在液态 合金部分16的下落过程里，液态合金部分16与模腔15的壁相接触的部分会被冷却，而液 态合金部分16不与模腔15的壁接触的中间部分则继续下落，如此形成了附在模腔壁上的 连续的一层冷凝的合金材料，从而形成了成型的管材17，而剩余的液态合金部分16则从模 腔15的下端掉落出去。这种铸造方法是一些合金尤其是非晶材料管材的一种非常实用的制作方法。但它 有非常严重的缺陷。S卩，制成的管材17的口径受到出口 13所能排放的液态合金部分16的体积的限 制，即受到出口 13的口径的限制，而出口 13的口径又必须充分地小(一般不超过3mm)以 满足如上所述的表面张力要求。因此，用这种方法制作的合金管的直径受到了严重的限制，一般不超过3mm。同时，由于一次所能排放的液态合金部分16的体积有限，所能制作的管材的长度 也受到了限制。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明人进行了深入的研究和探索，并提出了新颖而 卓越的解决方案，克服了现有技术的上述问题。根据本发明的一个方面，提供了一种合金管材制作设备，其特征在于包括一个模具，所述模具具有一个模腔， 一个容器，用于盛放液态合金，所述容器的下端有一个液态合金出口，所述液态合
金出口被设置在所述模腔的上方， 设置在所述液态合金出口上的一个网，其中
所述网上有多个网眼，每个所述网眼的尺寸足够地小，从而能够借助表面张力的 作用而阻止所述液态合金通过所述网眼流出。用本发明的方法所制成的管材的口径，完全排除了表面张力条件的限制，从根本 上克服了现有技术方案的缺陷。采用本发明的方法，可以实现孔径大于/远大于4mm的液态合金出口 23，并可以制 成直径大于/远大于4mm的合金管。
图IA和IB示意显示了传统的一种合金管制作设备和方法。图2示意显示了根据本发明的一个实施例的合金管制作设备和方法。
具体实施例方式在图2示意显示的本发明的实施例中，用于盛放液态合金22的石英容器21的下 端有一个液态合金出口 23，在液态合金出口 23上设置了一个网28。网28可以用诸如陶瓷 的材料制成。网28上分布有多个网眼。网28的每个网眼的尺寸都满足阻止液态合金22的下落的表面张力条件。当在容 器21中的液态合金22上施加足够的压力作用P时，液态合金22被强迫克服网28的各个 网眼的表面张力而排出。该压力作用P通常由一个气动装置产生。网28可以用适当材料制成，只要该材料不与液态合金22发生反应。表1中列出 了可用于制作网28的材料的一些例子，可以根据所要铸造的合金22的种类而从表1中选 用适当的材料制作网28。表1可用于制作陶瓷网的材料及其熔点 网28上的网眼分布足够地密集，使得经这些网眼排出的液态合金在经过这些网 眼后能立即聚集成单一的一团液态合金团26。液态合金团26掉落到下方的模具24中。模 具24的模腔25具有适当的孔径，从而使落入模腔25的液态合金部分26会与模腔25的 壁相接触，并在压力作用P导致的冲力和/或重力的作用下在模腔25里继续向下流动。由 于模具24在初始时是常温的并由诸如铜的导热材料制成，在液态合金部分26的下落过程 里，液态合金部分26与模腔25的壁相接触的部分会被冷却，而液态合金部分26不与模腔 25的壁接触的中间部分则继续下落，如此形成了附在模腔壁上的连续的一层冷凝的合金材 料，从而形成了成型的管材27。用本发明的方法所制成的管材的口径，完全排除了表面张力条件的限制，从根本 上克服了现有技术方案的缺陷。采用本发明的方法，可以实现孔径大于/远大于4mm的液态合金出口 23，并可以制 成直径大于/远大于4mm的合金管。应当理解的是，以上结合附图和实施例对本发明所进行的描述只是说明而非限定 性的，且在不脱离如所附权利要求书所限定的本发明的前提下，可以对上述实施例进行各 种改变、变形、和/或修正。
权利要求
一种合金管材制作设备，其特征在于包括一个模具(24)，所述模具具有一个模腔(25)，一个容器(21)，用于盛放液态合金(22)，所述容器(21)的下端有一个液态合金出口(23)，所述液态合金出口(23)被设置在所述模腔(25)的上方，设置在所述液态合金出口(23)上的一个网(28)，其中所述网(28)上有多个网眼，每个所述网眼的尺寸足够地小，从而能够借助表面张力的作用而阻止所述液态合金(22)通过所述网眼流出。
2.如权利要求1所述的合金管材制作设备，其特征在于进一步包括用于在所述容器(21)中的所述液态合金(22)上施加一个压力作用(P)从而使所述液 态合金(22)克服所述表面张力而从所述网眼流出的装置。
3.如权利要求1所述的合金管材制作设备，其特征在于所述网(28)用从由氧化铝(Al2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化锆(Cr2O3)、氧化铪(HfO2)、纳米 铟锡金属氧化物(ITO)、氧化钕(Nb2O3)、氧化铍(BeO)、TiO2, &02、尖晶石MgO · A1203、莫来 石3A1203 · 2Si02、锆钛酸铅PZT陶瓷、砷化镓、硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钙、堇青石(镁 铝硅酸盐，2Mg0, 2A1203，5Si02)组成的组中选出的材料制成。
4.如权利要求1所述的合金管材制作设备，其特征在于 所述液态合金出口(23)的孔径大于4mm所述网(28)上的所述网眼分布得足够地密集，使得经这些网眼排出的液态合金能聚 集成单一的一团的液态合金团(26)。
5.如权利要求2所述的合金管材制作设备，其特征在于所述用于在所述容器(21)中的所述液态合金(22)上施加一个压力作用(P)从而使所 述液态合金(22)克服所述表面张力而从所述网眼流出的装置是一种气动装置。
6.一种合金管材制作方法，其特征在于包括 把一个模具(24)置于一个容器(21)下方，其中 所述模具具有一个模腔(25)，所述容器(21)盛有液态合金(22)，所述容器(21)的下端有一个液态合金出口(23)，所述模具(24)被置于所述液态合金 出口 (23)下方在所述液态合金出口(23)上设置有一个网(28)，所述网(28)上有多个网眼，每个所述网眼的尺寸足够地小，从而能够借助表面张力的 作用而阻止所述液态合金(22)通过所述网眼流出，在所述容器(21)中的所述液态合金(22)上施加一个压力作用，从而使所述液态合金 (22)克服所述表面张力而从所述网眼流出。
7.如权利要求6所述的合金管材制作方法，其特征在于所述网(28)用从由氧化铝(Al2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化锆(Cr2O3)、氧化铪(HfO2)、纳米 铟锡金属氧化物(ITO)、氧化钕(Nb2O3)、氧化铍(BeO)、TiO2, &02、尖晶石MgO · A1203、莫来 石3A1203 · 2Si02、锆钛酸铅PZT陶瓷、砷化镓、硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钙、堇青石(镁 铝硅酸盐，2Mg0, 2A1203，5Si02)组成的组中选出的材料制成。
8.如权利要求6所述的合金管材制作方法，其特征在于所述液态合金出口(23)的孔径大于4mm所述网(28)上的所述网眼分布得足够地密集，使得经这些网眼排出的液态合金能聚 集成单一的一团的液态合金团(26)。
9.用根据权利要求6-8中的任何一项的方法制成的合金管材。
10.用根据权利要求1-5中的任何一项的设备制作的合金管材。
全文摘要
一种合金管材制作设备，其特征在于包括一个模具(24)，所述模具具有一个模腔(25)；一个容器(21)，用于盛放液态合金(22)，所述容器(21)的下端有一个液态合金出口(23)，所述液态合金出口(23)被设置在所述模腔(25)的上方；设置在所述液态合金出口(23)上的一个网(28)，其中，所述网(28)上有多个网眼，每个所述网眼的尺寸足够地小，从而能够借助表面张力的作用而阻止所述液态合金(22)通过所述网眼流出。用本发明的方法所制成的管材的口径，完全排除了表面张力条件的限制，从根本上克服了现有技术方案的缺陷。采用本发明的方法，可以实现孔径大于/远大于4mm的液态合金出口23，并可以制成直径大于/远大于4mm的合金管。
文档编号B22D17/08GK101927330SQ20091008724
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者贾皓凌, 赵磊, 马朝利, 鲁园园 申请人:北京航空航天大学