[发明专利]一种相变吸热模具及其应用

说明书

本发明属于模具技术领域，特别涉及一种相变吸热模具及其应用。本发明提供的相变吸热模具，包括外壳和密封在所述外壳内的内芯；所述内芯为铝铜硅合金；以质量百分比含量计，所述铝铜硅合金中，铜为30～35％，硅为1～5％，余量为铝；所述外壳的熔点≥560℃。在本发明中，所述内芯密封于外壳内部，在合金铁芯进行晶化退火时，将相变吸热模具置于合金铁芯的水平面下，当合金铁芯发生晶化，放出大量非晶潜热时，相变吸热模具的内芯的铝铜硅合金将发生熔化，通过固液相变迅速吸收大部分非晶潜热，维持晶化退火温度，以有效解决大型非晶合金铁芯在真空炉内发生晶化退火时非晶潜热释放所导致的铁芯温度升高、磁导率下降的问题。

技术领域

本发明属于模具技术领域，特别涉及一种相变吸热模具及其应用。

背景技术

铁基非晶/纳米晶合金是铁基非晶合金经过晶化退火，得到的一种具有非晶和纳米晶双相结构的软磁合金。由于纳米结构上的双相耦合作用，铁基非晶/纳米晶合金具有非常高的磁导率，因而在高精度互感器领域获得了广泛的应用。目前，铁基非晶/纳米晶合金的铁芯的常规制作工序包括将铁基非晶合金依次进行喷带、卷绕、晶化退火、检测和封装。在喷带工序，通过快速冷却得到的非晶合金，是一种亚稳结构。铁基非晶合金只有通过晶化退火得到非晶/纳米晶双相结构，才能获得超高磁导率；而且，在晶化退火过程中，温度需要严格控制在550℃附近(如上下浮动为10℃)，如果温度过高，将使纳米晶发生长大，这时合金的磁导率，特别是初始磁导率将显著下降。

但是，非晶合金在晶化退火工序，当温度达到晶化温度时，将释放非晶潜热，使铁芯产生自升温现象，具体来说，在实际生产过程中，进行规模化退火时，由于铁芯数量较多，一旦温度达到合金的晶化温度，铁芯就会在短时间内集中晶化，放热剧烈且很难传导出去，导致铁芯自升温过高，甚至远超过铁芯晶化温度，严重破坏铁基非晶/纳米晶合金的软磁性能。

目前的晶化退火工艺所使用的模具并没有抑制非晶潜热释放导致的铁芯自升温现象的作用。现有技术(周欢华,预退火工艺对铁基非晶合金晶化过程放热行为和软磁性能的影响[D].武汉科技大学,2014.5.21.)给出了一种预退火工艺，可以预先释放一部分非晶潜热，减缓非晶潜热释放导致的自升温现象，将温升由60℃降到17℃。但是该技术方案的实验数据是基于实验室的小铁芯得出的，对于工厂进行规模化生产时，实验数据难以适用，特别是对于超厚、超高铁芯，铁芯内部的非晶潜热难以散出，因此导致工业化生产时这类铁芯的磁导率远低于同成分的小铁芯，该技术方案无法在规模化生产过程中实现抑制非晶潜热释放导致的铁芯自升温现象。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种相变吸热模具，可以有效抑制非晶潜热释放导致的铁芯自升温现象，可适应规模化生产。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种相变吸热模具，包括外壳和密封在所述外壳内的内芯；

所述内芯为铝铜硅合金；

以质量百分比含量计，所述铝铜硅合金中，铜为30～35％，硅为1～5％，余量为铝；

所述外壳的熔点≥560℃。

优选的，所述外壳的材质为SiC陶瓷。

优选的，所述外壳的厚度为2～3mm。

优选的，所述相变吸热模具的横截面为中空环形。

优选的，所述相变吸热模具由一个或多个模块组成；

当所述模块为一个时，所述模块的横截面形状为环形；

当所述模块为多个时，所述模块的横截面形状为扇环；每个模块都包括独立的外壳和密封在所述外壳内的内芯。

本发明还提供了上述技术方案所述相变吸热模具在铁基非晶/纳米晶合金的晶化退火工序中的应用。