[发明专利]一种基于超声振动的塑性成形及增韧工艺方法及其装置

摘要

本发明属于非晶合金热塑性成形领域，并公开了一种基于超声振动的塑性成形及梯度增韧方法与装置。该方法包括：(a)在待成形的非晶合金零件上划分待加强韧性的部位用于形成纳米晶增韧相；(b)设计用于成形所用的增韧装置，其包括与超声振动变幅杆相连的镶块和加热棒，镶块与待加强韧性的部位相对应，用于对其施加超声振动，加热棒用于将待加工的原材料坯料加热至其成形温度；(c)将原材料坯料置于装置中，加热棒加热，装置合模成形所需的非晶合金零件，合模过程中启动超声振动，开模时停止。同时本发明还公开所采用的装置。通过本发明，增韧与热塑性成形同时进行，实现成形和韧化的一体化，简化生产工序，缩短加工时间，提高尺寸精度。

主权项

1.一种基于超声振动的塑性成形及梯度增韧方法，其特征在于，该增韧方法包括下列步骤：(a)针对待成形的非晶合金零件的实际使用需求，在待成形的非晶合金零件上划分出待加强韧性的部位，该部位用于形成纳米晶增韧相，其他部位在成形中保留其非晶状态；(b)设计用于成形待成形的非晶合金零件的增韧装置，该装置与外部驱动机构相连，该装置包括与超声振动变幅杆相连的镶块和加热棒，所述镶块与所述待加强韧性的部位相对应，用于对待加强韧性的部位施加超声振动，所述加热棒用于将待加工的原材料坯料加热至其成形温度，所述超声振动变幅杆产生的超声振动的参数是在采用有限元数值模拟分析超声振动能量传播的过程中获取，其中，通过调整超声振动的幅度、频率和功率调整超声振动能量，当超声振动能量超过纳米晶化所需的能量阈值时，对应的超声振动的幅度、频率和功率为所需的超声振动的参数；(c)将原材料坯料置于所述装置中，所述加热棒加热该原材料坯料至其成形温度，所述装置合模成形所需的非晶合金零件，超声振动在合模过程中启动，直至开模时停止。