[发明专利]一种厚度为80～1500μm的宽幅非晶薄带连续大冷速高效制备的方法

权利要求书

1.一种厚度为80~1500μm的宽幅非晶薄带连续大冷速高效制备的方法，其特征在于，按以下步骤进行：

（1）非晶母合金放料进入坩埚中，并且将可预热导流管及其位置控制装置进行清理，可预热导流管内部为石英材质内衬，并且附带加热系统，加热温度为非晶母合金凝固温度以上100~200℃，可预热导流管外部通冷却水保护；

（2）按设定成分熔炼非晶母合金，其成分为：锆基、铜基、铁基或镍基非晶合金成分体系，金属融化后均匀混合5~30分钟，开始控温；

（3）合金熔体过热度控制为50～300℃，控温过程中采用体积纯度99.999%以上的高纯氩气保护，熔炼腔内部氩气为微正压，即压力不低于0.11MPa；

（4）熔炼过程中，完成成形腔准备工作，步骤包括：a）成形腔的腔体上所有阀体闭合，抽真空后充入氩气，体积纯度99.99%以上，保持不低于0.11MPa的微正压；b）布流嘴进行预热，布流嘴采用狭缝式布流，安装进入固定位置后进行加热，加热温度为目标合金凝固温度以上100~200℃；c）铸辊冷却循环水温度为3~5℃，总通水量为70~90m³/h；d）准备铸后气体冷却系统，氩气压力0.6~0.8MPa，气体温度控制在4~6℃；

（5）合金熔炼、可预热导流管与布流嘴预热、成形腔充入氩气完成后，采用垂直式薄带铸轧工艺进行非晶薄带制备，进入薄带连铸过程：打开熔炼腔闸板阀，可预热导流管下降，与布流嘴对接，中频感应熔炼炉倾倒合金于可预热导流管内；布流嘴为透明石英材质，通过红外监控摄像头监控，通过中频感应熔炼炉的倾翻速度控制布流嘴内部熔体高度为40~60mm，通过液位将合金熔体经过布流嘴沿竖向均匀布流到铸辊辊缝中，合金熔体在辊缝液位高度控制在2~10mm，合金熔体冷却速度为500~75000℃/s，合金冷却铸轧成形；成形后非晶薄带经导向辊导出，并进入铸后气体冷却系统进一步冷却，采用低温氩气吹扫冷却，气体冷却速度50~800℃/s；

（6）气体冷却后，非晶薄带厚度范围达到80~1500μm，宽度范围110~550mm；80~800μm厚度规格铸带经过卷取收取带卷，超过800μm厚度的铸带不卷取，直接以薄带形式收集。

2.根据权利要求1所述的厚度为80~1500μm的宽幅非晶薄带连续大冷速高效制备的方法，其特征在于，铸轧过程中，合金熔体通过铸辊传热快速冷却，通过控制铸轧速度、铸轧力大小和辊缝大小来调控合金薄带出辊温度，并将合金出辊温度控制在小于合金的晶化温度Tx；铸轧速度为0.20~1.8m/s、铸轧力大小控制为每1cm宽度铸带的铸轧力为2~15kN，铸辊辊缝开口宽度设置为80~1500μm，并且不设侧封板。

3.根据权利要求1所述的厚度为80~1500μm的宽幅非晶薄带连续大冷速高效制备的方法，其特征在于，通过布流嘴下端的开口尺寸、铸辊辊缝开口宽度、铸轧速度、铜质铸辊、钢质铸辊、铸辊冷却水量的铸轧工艺参数控制凝固冷却速度达到500~75000℃/s。

4.根据权利要求1所述的厚度为80~1500μm的宽幅非晶薄带连续大冷速高效制备的方法，其特征在于，锆基、铜基、铁基或镍基非晶合金中加入质量百分数为0.0045~0.020的钇元素，用于除去环境中带入的O、N污染。

5.根据权利要求1所述的厚度为80~1500μm的宽幅非晶薄带连续大冷速高效制备的方法，其特征在于，采用石英材质狭缝式布流嘴布流，狭缝开口宽度根据不同产品厚度设计；布流嘴为在线预热，预热温度为合金凝固温度以上100~200℃，布流嘴下端的开口端部通过钨合金片导热，布流嘴的端部温度达到合金凝固温度附近，布流嘴内部设有挡坝冲进行稳流；可预热导流管的内衬为可快速更换的石英玻璃，预热温度为合金凝固温度以上100~200℃，可预热导流管外部通冷却水保护。

6.根据权利要求1所述的厚度为80~1500μm的宽幅非晶薄带连续大冷速高效制备的方法，其特征在于，布流嘴宽度侧面设置红外监控摄像头，反馈给倾翻控制系统达到布流控制的目的；其中，布流嘴下端的开口距离铸辊辊缝Kiss线高度控制范围为10~50mm，布流嘴内部液位高度为40~60mm。