Yigirmoq eritib oling - Melt spinning

Polimer tolasini shakllantirish jarayoni uchun qarang Yigiruv (polimerlar).
Metall (A) induksion bobinlar (I) bilan eritilib, gaz bosimi (P) bilan itarilib, aylanuvchi baraban (B) ustidagi krujkadagi kichik tuynuk orqali (B) surilib, u tez soviydi va hosil bo'ladi. amorf materialning lentasi (C)
Meltspinning2.JPG

Yigirmoq eritib oling odatda metallning ingichka lentalarini hosil qilish uchun ishlatiladigan metallni shakllantirish texnikasi qotishmalar ma'lum bir atom tuzilishi bilan[1]

Eritilgan yigirilgan metallarning ba'zi bir muhim tijorat dasturlariga yuqori samarali transformatorlar kiradi (Amorf metall transformator ), sensorli qurilmalar, telekommunikatsiya uskunalari va quvvat elektroniği.[2]

Oddiy eritma yigirish jarayoni eritilgan metallni aylanadigan g'ildirak yoki barabanga quyish orqali quyishni o'z ichiga oladi, u ichki suv bilan sovutiladi, odatda suv yoki suyuq azot. Eritilgan material barabanning katta, sovuq yuzasi bilan aloqa qilganda tezda qattiqlashadi. Barabanning aylanishi doimiy ravishda qotib qolgan mahsulotni olib tashlaydi, shu bilan yangi sirtni eritilgan metall oqimiga ta'sir qiladi va doimiy ishlab chiqarishga imkon beradi. Natijada olingan lenta qadoqlash yoki boshqa mahsulotlarga ishlov berish uchun ishlab chiqarish liniyasi bo'ylab yo'naltiriladi.[3][4]

Eritib yigirish orqali erishiladigan sovutish tezligi 10 ga teng4–106 kelvinlar soniyada (K / s). Binobarin, eritilgan yigiruv shakllanishi uchun juda yuqori sovutish tezligini talab qiladigan materiallarni ishlab chiqishda foydalaniladi metall ko'zoynaklar. Tez sovutish tufayli ushbu mahsulotlar juda tartibsiz atom tuzilishiga ega bo'lib, ularga noyob magnit va fizik xususiyatlarni beradi (qarang amorf metallar ).[3][5][6]

Eritma yigirish jarayonining bir nechta o'zgarishi o'ziga xos afzalliklarni beradi. Ushbu jarayonlarga quyidagilar kiradi planar oqim quyish, er-xotin rulonli eritmava avtomatik ejektsiya eritish yigiruv.

1958-1961 yillarda tegishli patentlarning bir qatorida Robert Ponddan kelib chiqqan (AQSh Patent raqami 2825108, 2910744 va 2976590), eritish spinnerining hozirgi kontseptsiyasi 1969 yilda Pond va Maddin tomonidan bayon qilingan, ammo dastlab, suyuqlik barabanning ichki yuzasida o'chirilgan. Libermann va Grem 1976 yilda bu jarayonni barabanning tashqi yuzasida doimiy ravishda quyish texnikasi sifatida ishlab chiqdilar.[7] Jarayon doimiy ravishda ingichka lentalarni ishlab chiqarishi mumkin, kengligi bir necha dyuymli choyshablar sotuvda mavjud.[8]

Jarayon

Eritilgan yigirishda qotishma yoki metall avval a da eritiladi krujka. Keyin, an inert gaz, odatda argon, eritilgan materialni krujkaning pastki qismida joylashgan shtutserdan chiqarib yuborish uchun ishlatiladi. Olingan suyuqlik oqimi aylanadigan g'ildirak yoki barabanning tashqi aylanasi yuzasiga yo'naltiriladi, u ichkarida sovutiladi. Barabanning tashqi yuzasi nozulga juda yaqin joylashgan, lekin unga tegmaydi. Odatda baraban yuzasining tezligi mos ravishda globuslar (tomchilar) paydo bo'lishiga yoki lentani sindirishiga yo'l qo'ymaslik uchun 10 m / s dan 60 m / s gacha bo'lishi kerak. Oqim baraban yuzasi bilan aloqa qilgandan so'ng, eritilgan kichik ko'lmak hosil bo'ladi (eritilgan material). Kamligi sababli yopishqoqlik eritmaning, kesish kuchlari Eritma ostidagi baraban sirtining nisbiy harakati natijasida hosil bo'lgan ko'lmak ichiga faqat bir necha mikronni uzaytiradi. Boshqacha qilib aytganda, barabanning aylanishidan ishqalanish ko'lmakning ozgina qismiga ta'sir qiladi. Natijada, baraban aylanayotganda, eritilgan ko'lmakning ko'p qismi nozul va baraban o'rtasida ushlab turiladi sirt tarangligi. Biroq, baraban bilan bevosita aloqada bo'lgan ko'lmakning pastki qismidagi eritma tezda ingichka lentaga aylanadi. Qattiqlashtirilgan lenta baraban yuzidagi nozul ostidan oldin 10 ° burilishgacha olib boriladi markazdan qochiradigan kuch barabanning aylanishidan uni chiqarib tashlaydi.[1][4][9]

Bu jarayon doimiy ravishda sodir bo'ladi, shuning uchun eritilgan ko'lmak ostidan qotib qolgan material chiqarilsa, ko'lmakka ko'krakdan ko'proq suyuqlik qo'shiladi.

Turli xil omillar

Eritmalarning asosiy aylanish jarayonida ham ko'plab omillar mavjud. Mahsulotning sifati va o'lchamlari mashinaning ishlashi va sozlanishi bilan belgilanadi. Binobarin, eritilgan spinner konfiguratsiyasidagi o'zgarishlarning o'ziga xos qotishmalarga ta'sirini o'rganadigan ko'plab tadqiqotlar mavjud. Masalan, Bu yerga Fe-B va Fe-Si-B qotishmalarini eritish uchun yaxshi ishlashi aniqlangan aniq shartlar haqida maqola.

Umuman olganda, eritilgan spinnerlar kerakli mahsulotga qarab quyidagi o'zgaruvchilarning bir oz o'zgarishi bilan ishlaydi.

  • Nozzle oralig'i: ko'krak va sovutilgan tambur orasidagi masofa. Birinchi navbatda lenta qalinligi ta'sir qiladi.
  • Nozul shakli: eritilgan materialni barabanga chiqarib yuboradigan nozul shakli. Baraban yuzasida kattaroq erigan ko'lmak paydo bo'lishiga imkon beradigan nayzalar keng lentalarni hosil qiladi.
  • Oqim tezligi: Eritmaning barabanga oqimi. Oqim tezligi odatda barabanning aylanish tezligi bilan chambarchas bog'liq. Asosan lentalarning kengligi va qalinligiga ta'sir qiladi.
  • Aylanish tezligi: barabanning aylanish tezligi. Umuman olganda, tezroq baraban ingichka lentalarni yaratadi.
  • Baraban harorati: baraban ishlaydigan harorat. Olingan lentaning atom tuzilishiga asosan ta'sir qiladi. Har xil qotishmalar ma'lum haroratda eng yaxshi shakllanadi.

Har bir material turlicha ish tutganligi sababli, ushbu o'zgaruvchilarning har biri va natijada olingan lenta o'rtasidagi aniq sabab ta'sir munosabatlari odatda eksperimental tarzda aniqlanadi. Kamroq sozlangan boshqa o'zgaruvchilar mavjud, ammo ularning lentaning so'nggi o'lchamlari va tuzilishiga ta'siri hammasi hujjatlashtirilmagan.[1][10][11]

O'zgarishlar

Eritilgan ipni yigirish atrofida turli xil jarayonlar va texnikalar ishlab chiqilgan bo'lib, ular sanoat dasturlari va mahsulotning izchilligi uchun afzalliklarga ega.

Planar oqim quyish

Planar Flow Casting (PFC) - keng metall shisha plitalarni sanoat ishlab chiqarish uchun tez-tez ishlatiladigan eritma yigirish jarayoni. Ushbu jarayonda asosiy modifikatsiya shundan iboratki, eritmani krujkadan chiqarish uchun ancha kengroq nozul ishlatiladi. Natijada, eritilgan ko'lmak barabanning katta maydonini qoplaydi, bu esa o'z navbatida lentaning katta maydonini hosil qiladi.[9] PFC eritilgan materialning oksidlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun odatda vakuumda quyiladi, bu hosil bo'ladigan mahsulot sifatiga ta'sir qiladi. PFC yordamida kengligi 200 mm gacha bo'lgan lentalarga sanoat orqali erishildi.[12]

Ikkita rulonli eritma yigiruv

Twin Roll Melt Spinning-da bitta valning o'rniga ikkita rolik yoki baraban ishlatiladi. Roliklar yonma-yon joylashtiriladi va chap tomoni soat sohasi bo'yicha, o'ng tomoni soat miliga teskari aylanadigan qilib aylantiriladi. Ushbu konfiguratsiya silindirlar orasidagi materialning pastga tushirilishiga olib keladi. Eritma silindrlar orasiga sovutiladi va u lenta sifatida chiqariladi. Ikkala rulonli eritmaning yigirilishining afzalligi shundaki, u hosil bo'lgan lenta qalinligi ustidan yuqori darajadagi nazoratni ta'minlaydi. Bitta g'altak bilan lenta qalinligini boshqarish eritmaning oqim tezligi, g'ildirakning aylanish tezligi va eritmaning harorati ustidan nazoratni o'z ichiga olgan holda murakkablashadi. Ikkala rolni o'rnatish bilan, rollar orasidagi masofani oddiygina o'zgartirish orqali ma'lum va izchil qalinlikka erishish mumkin.

Bugungi kunga kelib, er-xotin rulonli eritmalarni aylantirish deyarli faqat laboratoriya tarozilarida qo'llaniladi.[13][14]

Avtomatik Ejeksiyon Melt Spinning

Avtomatik Ejection Melt Spinning (AEMS) eritmaning suyuqlashishi bilanoq ejektsiyasi sodir bo'ladigan eritish yigiruv turini tavsiflaydi va texnikning eritma oqimini, haroratni va / yoki chiqish vaqtini qo'lda boshqarishi zarurligini yo'q qiladi. .[1]

Ushbu modifikatsiya yugurish oralig'ida lentaning mustahkamligini ancha oshirishga va jarayonda avtomatlashtirishning yuqori darajasiga imkon beradi.

Mahsulot

Eritilgan yigiruv ingichka metall plitalar yoki ularga yaqin lentalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi amorf yoki kristall bo'lmagan. Eritilgan yigirilgan metallarning noyob elektr va magnit xususiyatlari bu strukturaning natijasi hamda lentani hosil qilish uchun ishlatilgan qotishma yoki metall tarkibidir.

Tuzilishi

Odatda, metall material soviganida, alohida atomlar kuchli, takrorlanadigan naqshlarda qotib, kristall qattiq holga keladi. Biroq, eritma yigirishda eritma shu qadar tez söndürülür (soğutulur )ki, atomlar to'liq katılaşmadan oldin bu tartiblangan tuzilmalarni shakllantirishga vaqtlari bo'lmaydi. Buning o'rniga atomlar suyuq holatiga o'xshash holatlarda qattiqlashadi. Ushbu jismoniy tuzilish amorf metallarning magnit va elektr xususiyatlarini keltirib chiqaradi.[6]

Elektr va magnit xususiyatlari

Eritib yigirish natijasida hosil bo'lgan amorf material yumshoq magnit hisoblanadi. Bu ularning tabiiyligini aytishdir majburlash 1000 Am-1 dan kam, demak metallning magnitlanishi tashqi ta'sirlarga ko'proq ta'sir qiladi va natijada osongina yoqilishi va o'chirilishi mumkin. Bu amorf metallarni ishlash uchun moddaning takroriy magnitlanishi va demagnetizatsiyasini talab qiladigan dasturlarda ayniqsa foydali qiladi. Ba'zi amorf qotishmalar, shuningdek, kanalizatsiya qobiliyatini oshiradi oqim elektr toklari tomonidan yaratilgan bo'lib, ularni magnit ekranlash va izolyatsiyalash uchun foydali qiladi.

Har bir qotishmaning aniq magnit xususiyatlari asosan materialning atom tarkibiga bog'liq. Masalan, nikel miqdori past bo'lgan nikel-temir qotishmalari yuqori darajaga ega elektr qarshilik, nikelning yuqori foiziga ega bo'lganlar esa yuqori darajaga ega magnit o'tkazuvchanligi.[15][2]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ a b v d Shirzadi, A. A .; Koziel, T .; Cios, G.; Bala, P. (2019-02-01). "Avtomatik Ejektsion Eritishni (AEMS) ishlab chiqarish va uni kobalt asosidagi lentalar tayyorlashda qo'llash". Materiallarni qayta ishlash texnologiyasi jurnali. 264: 377–381. doi:10.1016 / j.jmatprotec.2018.09.028. ISSN  0924-0136.
  2. ^ a b Xasegava, Ryusuke (2000-06-02). "Amorf yumshoq magnit qotishmalarning hozirgi holati". Magnetizm va magnit materiallar jurnali. 215-216: 240–245. doi:10.1016 / S0304-8853 (00) 00126-8. ISSN  0304-8853.
  3. ^ a b Kan, Robert V.; Haasen, Piter (2014), "Uchinchi nashrga kirish so'zi", Jismoniy metallurgiya, Elsevier, xv – xvi betlar, doi:10.1016 / b978-0-444-53770-6.05002-4, ISBN  9780444537706
  4. ^ a b Budhani, R. C .; Goel, T. C .; Chopra, K. L. (1982-12-01). "Metall stakanlarni tayyorlash uchun eritish-yigirish texnikasi". Materialshunoslik byulleteni. 4 (5): 549–561. doi:10.1007 / BF02824962. ISSN  0973-7669.
  5. ^ Voo, N. Y .; Olofinjana, A. O. (2017-01-01). "To'g'ridan-to'g'ri eritmadan to'g'ridan-to'g'ri simlarni quyish". Processia Engineering. Ishlab chiqarish va menejment bo'yicha 13-chi global Kongress Zhengzhou, Xitoy 2016 yil 28-30 noyabr. 174: 195–205. doi:10.1016 / j.proeng.2017.01.204. ISSN  1877-7058.
  6. ^ a b Fedsteel (2016-04-20). "Amorf metall nima?". FedSteel.com. Olingan 2019-10-16.
  7. ^ Liberman, H.; Graham, C. (1976 yil noyabr). "Amorf qotishma lentalarini ishlab chiqarish va lenta o'lchamlariga apparatlar parametrlarining ta'siri". Magnit bo'yicha IEEE operatsiyalari. 12 (6): 921–923. doi:10.1109 / TMAG.1976.1059201.
  8. ^ Egami, T. (1984 yil dekabr). "Magnit amorf qotishmalar: fizika va texnologik qo'llanmalar". Fizikada taraqqiyot haqida hisobotlar. 47 (12): 1601–1725. doi:10.1088/0034-4885/47/12/002.
  9. ^ a b Duradgor, J. K .; Steen, P. H. (1992-01-01). "Eritilgan metallarni tekislik bilan spin-quyish: jarayonning harakati". Materialshunoslik jurnali. 27 (1): 215–225. doi:10.1007 / BF00553859. ISSN  1573-4803.
  10. ^ Stin, Pol X.; Karcher, Kristian (1997). "Metalllarni spinli quyishning suyuq mexanikasi". Suyuqlik mexanikasining yillik sharhi. 29 (1): 373–397. doi:10.1146 / annurev.fluid.29.1.373.
  11. ^ Pavuna, Davor (1981-09-01). "Stabilizatsiya qilingan laboratoriya sharoitida chill-blokli eritish-yigirish texnikasi bilan metall shisha lentalarni ishlab chiqarish". Materialshunoslik jurnali. 16 (9): 2419–2433. doi:10.1007 / BF01113578. ISSN  1573-4803.
  12. ^ Seino, Ryu; Sato, Yuichi (2014-02-15). "Havodagi tekislik quyish jarayonida eritilgan ko'lmak harakatini kuzatish". Qotishmalar va aralashmalar jurnali. SI: ISMANAM 2012 yil. 586: S150-S152. doi:10.1016 / j.jallcom.2013.04.189. ISSN  0925-8388.
  13. ^ Rayt, R. N .; Korth, G. E .; Sellers, C. H. (1998-09-09), "Konteynersiz eriydigan egizak valikli erituvchi yigiruv tizimi", Ilmiy asboblarni ko'rib chiqish (xat), 61 (12): 3924–3926, doi:10.1063/1.1141529
  14. ^ Pei, Zhipu; Ju, Dongying (2017-04-17). "Metall ko'zoynaklarni doimiy ravishda quyish va sovutish xatti-harakatlarini simulyatsiya qilish". Materiallar. 10 (4): 420. doi:10.3390 / ma10040420. ISSN  1996-1944. PMC  5506926. PMID  28772779.
  15. ^ "Magnit materiallar: yumshoq magnitlar" (PDF). Birmingem universiteti.

Tashqi havolalar