熔體抽拉金屬玻璃纖維基本工藝規(guī)律.pdf

1、本文采用熔體抽拉技術(shù)制備了Co68.25Fe4.25Si12.25B15.25和Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金的金屬玻璃纖維，建立了熔體抽拉纖維形成數(shù)學(xué)模型并對(duì)熔體抽拉制備纖維的基本工藝規(guī)律進(jìn)行了分析。
　　0.67K/s連續(xù)升溫DTA分析顯示纖維樣品有明顯的中間相晶化析出，Co68.25Fe4.25Si12.25B15.25第一晶化峰起始溫度Tx1為829.2K，第二晶化峰起始溫度Tx2為915K；Fe73.5Si

2、13.5B9Nb3Cu1的Tx1為802.6K，Tx2為951.2K，由此認(rèn)為纖維樣品組織的基體為非晶態(tài)。
　　當(dāng)輪盤轉(zhuǎn)速?gòu)?400r/min升高到2700r/min時(shí)，F(xiàn)e-纖維的平均直徑由72.2μm減小到50.9μm，說(shuō)明隨著拉絲速度升高，纖維直徑逐漸減小，但拉絲速度過高，易引起熔池失穩(wěn)；纖維直徑對(duì)母合金進(jìn)給速度波動(dòng)十分敏感，母合金進(jìn)給速度由0.1mm/s提高至0.3mm/s造成Co-纖維直徑明顯增大甚至出現(xiàn)帶化；升高熔體溫

3、度可減小纖維直徑，且有利于熔體層截面形狀調(diào)整，提高纖維截面圓度，但溫度過高導(dǎo)致纖維非晶化程度降低。
　　Co-纖維的平均長(zhǎng)度達(dá)到75mm，最大長(zhǎng)度約為100mm，F(xiàn)e-纖維平均長(zhǎng)度約為110mm，最大長(zhǎng)度達(dá)到150mm。分析認(rèn)為拉絲速度及熔池液面波動(dòng)是造成纖維長(zhǎng)度變化的主要因素，熔體抽拉制備纖維的連續(xù)性既受設(shè)備穩(wěn)定性影響，也同材料及工藝參數(shù)相關(guān)。
　　根據(jù)抽拉過程中熔體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，基于能量守恒原理和質(zhì)量守恒原理，建立了熔體抽

4、拉形成纖維過程的宏觀模型，進(jìn)一步采用Matlab7.0數(shù)值軟件編程分析了拉絲速度、嵌入深度和母合金溫度等參數(shù)對(duì)纖維直徑的影響規(guī)律，計(jì)算結(jié)果同實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。此外分析表明熔體抽拉技術(shù)工藝參數(shù)間相互耦合，存在參數(shù)空間區(qū)域與纖維的預(yù)定直徑相對(duì)應(yīng)，在此區(qū)域內(nèi)選用參數(shù)組合，熔體能夠被順利抽出熔池。
　　纖維表觀SEM照片顯示制備纖維存在彎折、毛刺、裂紋、剝蝕、包塊瑞利波和截面凹陷多種缺陷。瑞利波造成纖維均勻度周期性變化，其產(chǎn)生原因是凝固不