[实用新型]光电控制电磁驱动凹面双活塞急冷凝固装置

说明书

本实用新型涉及一种光电控制电磁驱动凹面双活塞急冷凝固装置。它适用于液态金属快速凝固过程研究和制备高纯薄板状快速凝固金属材料。

液态金属的快速凝固是制备新材料的先进工艺之一，与本实用新型密切相关的现有技术一是锤砧急冷法，它的锤砧一个是静止的，另一个是可动的；二是双活塞急冷法。锤砧急冷法的缺点是运动的锤面和静止的砧面急冷效果不同，制备出的快速凝固薄板材料往往在两侧面具有不同的组织特征。现有双活塞急冷法的不足一是装置结构和控制较为复杂，二是由于活塞急冷面是平面不能制备不同厚度的板材。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、控制方便并使制备出的急冷凝固材料组织特征均匀。

本实用新型的技术解决方案是，采用凹面活塞能够制备不同厚度板材的双活塞式液态金属快速凝固装置，它与深过冷技术相结合能够有效地实现三维快速凝固；由两个无铁芯线圈的中心分别穿入一端为档板另一端为凹面活塞头的运动轴组成的活塞急冷机构，与由运算放大器、可控硅、整流器组成的驱动控制部分连接，其线圈通过驱动控制部分与光电池探测器连接，驱动控制部分接受由凸透镜和光电池组成的光电探测器送来的信号使急冷机构快速动作，两个活塞头上分别有一个凹槽用以改变板材的厚度。

本实用新型的优点是，由于采用了光电池控制活塞运动，使得活塞的运动迅速，又由于在活塞头的端面设置了凹面，则可以将深过冷熔体制成厚度不同的板材。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型光电探测器的示意图；

图3为本实用新型驱动控制部分的示意图。

光电池探测器1包括螺母21，凸透镜20，镜筒22，定位螺母23，定位套25和光电池24。

驱动控制部分2是由运算放大器19，可控硅17，直流电容组16，全波整流器15，线圈18实际上是左右驱动线圈6的并联等效图组成。

活塞急冷机构为两个相同的部分，包括凹面活塞头3，活塞轴4，右线圈框5，驱动线圈6，左线圈框7，轴套8，运动轴9，衔铁10，档板11和螺母12。整个机构用螺钉14固定在底板13上。(右边一个的零件与此相同，零件号标注省略)。

活塞轴4与活塞头3之间用螺纹连接并插入运动轴9，运动轴9为一空心轴，轴套8两端与左右线圈框7和5为螺纹连接，运动轴9与轴套8为动配合，使其能在轴套8中运动，衔铁10用螺纹旋入运动轴9中；档板11用螺母12安装到衔铁10的一端。

当液态金属26自由下落到光电池探测器1的探测范围内时，光电池探测器1通过凸透镜20及光电池24检测到它放出的红外线，光电池24输出信号经放大器19放大后触发可控硅17，从而使电容组16对驱动线圈6放电；驱动线圈6对衔铁10产生的吸合力带动运动轴9和左右活塞头同时运动吸合，使落下的液态金属被双活塞急冷挤压成板材，改变活塞头凹面深度可以制备出不同厚度的板材。