[发明专利]非晶合金压铸件模锻装置和非晶合金零件及其成型设备与成型方法

说明书

本发明公开了一种非晶合金压铸件模锻装置和非晶合金零件及其成型设备与成型方法。其中非晶合金压铸件上形成有开孔结构，模锻装置包括真空箱、限位组件、模压组件和加热组件；所述真空箱的内部具有真空腔；所述限位组件固定安装在所述真空腔内、且其上具有用于放置非晶合金压铸件的型腔；所述模压组件相对于限位组件可移动的安装在真空腔内、且其中包括与固定在型腔中的非晶合金压铸件上的开孔结构形状匹配的压头；所述加热组件设置在所述真空箱内用于控制所述真空腔中的温度。应用该模锻装置能够有效解决压铸工艺带来的影响力学性能的主要缺陷，消除零件的内应力，使非晶合金零件的内部组织更加紧密，提高零件的力学性能与使用寿命。

技术领域

本发明涉及非晶合金零件成型领域，具体地，涉及一种非晶合金压铸件模锻装置和非晶合金零件及其成型设备与成型方法。

背景技术

非晶合金又称金属玻璃，是一种长程无序的金属固体，通常是通过快速冷却金属熔体而获得，最早是由美国的Duwez教授于1960年发明。非晶态合金的原子呈无序排列，因而不存在晶态合金中的空位、位错、晶界及层错等缺陷，这一特性使其不仅具有优异的耐腐蚀性、高强度、高硬度、高耐磨性、高疲劳抗力、屈服时完全塑性、无加工硬化现象，而且还表现出优良的软磁和硬磁性能以及超导特性等，在很多领域具有潜在的应用前景。

目前，非晶合金的一种典型的成型工艺为压铸成型，例如在公开号为CN102527982A的中国发明专利中公开了一种非晶合金压铸设备及非晶合金压铸工艺，并具体公开了所述非晶合金压铸设备包括：可闭合和可打开的定模和动模、且在两者闭合时在它们之间限定出模腔；内限定有封闭腔室的封闭仓、且该封闭仓具有送料口；与封闭仓相连用于向封闭腔室内供给保护气体的保护气体供给装置、且封闭腔室内的保护气体为正压；设在封闭仓内的熔化容器，该熔化容器用于接纳和熔化从所述送料口加入的非晶合金；与模腔连通、且具有熔体入口的压射筒；压射筒内设有用于将熔融非晶合金熔体喷射到模腔内的压射塞；驱动装置与所述压射塞相连用于驱动所述压射塞在所述压射筒内移动。此方法是将大块非晶合金块通过送料口放入设备的真空室内加热熔化后，再倒入与模腔相通的压射筒内，驱动压射塞，把熔化后的非晶液体压入模腔内成型。

非晶合金的另一种典型的成型工艺为模锻成型，例如在公开号为CN1456401中国发明专利中公开了一种非晶合金精密零部件超塑性模锻成形装置及方法，并具体公开了该装置由真空炉、可更换压头、模具三部分组成；可更换压头由内压头、外压头、滑块、联结座组成，模具由模具、顶出机构组成。其工艺为将坯料和模具置于真空炉中，当真空度达到8×10^-3Pa时，开始加热，加热速度0.5～3.0℃/s；加热温度应在Tg～Tx之间；成形应变速率范围为1×10^-2～5×10^-4S^-1。此方法是将大块非晶柸料放入模具内，而模具放在真空室内，模具在真空室内抽真空与加热，并通惰性气体保护与冷却制备非晶零件的方法。

然而，现有的非晶合金成型工艺存在如下缺陷：(1)压铸成型制备的非晶合金零件中不可避免的存在气泡、气孔、缩孔、渣孔等缺陷，这就使得非晶合金在做受力件使用时，严重影响其力学性能；(2)模锻成形制备非晶合金零件的工艺方法中，要求生产的零件不能太复杂，由于成形应变速率范围为1×10^-2～5×10^-4S^-1，使得这种工艺方法不适合制备大尺寸，结构复杂的非晶合金零件；而且采用这种工艺方法制备小尺寸零件时，成型时间也太长，生产效率太低，存本太高，不适合大量生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种非晶合金压铸件模锻装置和非晶合金零件及其成型设备与成型方法，以在提高生产效率的同时改善非晶合金的产品质量。