[发明专利]一种单晶化金属线液固辊轧柔性制备方法与装置

摘要

本发明提供了一种单晶化金属线液固辊轧柔性制备方法与装置，该装置包括压力储气瓶、制冷器、伺服电机、气体分流阀、手套箱、线材料盘、线材输送导论、脉冲信号发生器、温度控制器、热电偶、多轴运动控制器、高分子循环泵、计算机控制系统、环形加热炉、熔炼坩埚、旋转水冷轧辊、微型喷嘴、绕线轮、直线滑台和轧制模具；微型喷嘴位于熔炼坩埚的底部，左旋转水冷轧辊和右旋转水冷轧辊通过安装板固定在手套箱内部，轧制模具分布在旋转水冷轧辊的表面，有左右两个半圆凹模配合而成，绕线轮安装在绕线轮支架上面，平移轴伺服电机与直线滑台相连。本发明结构简单、维护方便，可大大降低资金投入，具有控制简单、高效率和低成本的特点。

主权项

一种单晶化金属线液固辊轧柔性制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：依据成形单晶线材的材料和尺寸要求，选择金属线材和对应微型喷嘴的直径，将选择的金属线材料盘安装到料盘电机上面，并将金属线材的一端穿过线材输送导轮，经过金属线材输送管道，放入熔炼坩埚中；.步骤2：打开惰性气体压力储蓄瓶和高分子循环泵，对手套箱进行低氧环境处理，使得手套箱内的压强与外界大气压保持基本一致，经过3～ 5h 的除氧处理后，确保手套箱内的氧含量低于1PPM；步骤3：启动制冷器，通过冷气输送管道将产生的冷气输送到冷气储存腔中，依据热电偶的反馈温度设置冷气排气孔的开后大小，保证冷气强制对流冷却作用满足定向凝固的条件；步骤4：启动计算机控制系统和多轴运动控制器，分别对左旋转电机、右旋转电机、平移轴伺服电机、旋转轴伺服电机、料盘电机和导轮电机进行伺服上电；步骤5：打开触屏人机界面，对每个电机的转速、转向进行设置，多轴运动控制器依据设置的参数对各个电机进行精确控制；步骤6：启动温度控制器，并根据步骤一中选取的材料，设定环形加热炉的加热温度，使得环形加热炉将进入到坩埚中的金属线材熔化成金属熔液，并通过热电偶将温度信号反馈到温度控制器中，实现温度的闭环控制；步骤7：启动料盘电机和导轮电机的转动，将金属线材精确定量输送到熔炼坩埚内部，控制坩埚内金属熔液在喷射过程中的液面高度保持不变；步骤8：启动脉冲信号发生器，将产生的高频脉冲信号输入到高频电磁阀中，高频电磁阀依据脉冲信号进行开启/关闭，使脉冲气压腔内部产生高频脉冲气压，冲击底部的金属熔液，迫使金属熔液微型喷嘴中喷射出来，形成连续均匀的金属熔滴；步骤9：启动旋转电机，保证均匀连续的金属熔滴沉积到轧制模具内部，控制旋转水冷轧辊的相对转动，完成辊轧成形出单晶线材；步骤10：启动旋转轴伺服电机和平移轴伺服电机，旋转轴伺服电机带动绕线轮旋转，平移轴伺服电机带动直线滑台在水平方向上往复运动，进而将成形出的单晶线材缠绕在绕线轮上面；步骤11：当成形出单晶线材缠满绕线轮时，取下绕线轮，安装另外一个绕线轮，继续完成单晶线材的制备。