一种非晶合金或其复合材料的连续精密成形设备和工艺的制作方法

文档序号:12361180阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种非晶合金或其复合材料的连续精密成形设备,其特征在于:该成形设备包括真空腔体、给料仓、合金熔炼系统、成形系统和工件台;所述真空腔体能够根据工艺需要抽真空或充入保护气体;所述给料仓用于向合金熔炼系统提供合金原料;所述合金熔炼系统包括加热装置和熔化平台;加热装置用于将合金原料熔化为合金熔体,合金熔体置于熔化平台中;

所述成形系统包括加载杆和成形模具,成形模具设于加载杆的下端;所述熔化平台为多个,设于工件台的上表面;所述工件台安装于真空腔体的底部,工件台的底部中心位置安装旋转杆,该旋转杆能够旋转并带动工件台以其为中心进行转动;

所述多个熔化平台到工件台中心旋转杆的距离相等,相邻两个熔化平台之间的距离相等;该设置使得带有合金熔体的熔化平台能够旋转杆带动下旋转到成形模具的正下方,熔化平台从熔化位置旋转到成形模具正下方的时候,合金熔体的温度处于合金的过冷液态区温度范围,然后加载杆驱动成形模具对合金进行压制成形。

2.根据权利要求1所述的非晶合金或其复合材料的连续精密成形设备,其特征在于:所述合金熔炼系统中,加热装置采用感应线圈或电弧加热装置;当采用感应线圈加热时,在给料仓的下方设置熔炼坩埚,感应线圈位于坩埚外侧对其加热,熔化平台能够旋转到达坩埚正下方。

3.根据权利要求1所述的非晶合金或其复合材料的连续精密成形设备,其特征在于:所述合金熔炼系统中,当采用电弧加热装置加热时,采用机械手将给料仓中的合金原料放置于熔化平台中,电弧加热装置位于熔化平台的正上方。

4.根据权利要求2所述的非晶合金或其复合材料的连续精密成形设备,其特征在于:所述熔炼坩埚为石英、陶瓷坩埚(氧化铝等)或者水冷铜坩埚,坩埚底部设置挡板,当合金熔炼结束后,将挡板抽开,使得合金熔体能够流到熔化平台上。

5.根据权利要求1所述的非晶合金或其复合材料的连续精密成形设备,其特征在于:该设备中,压制成形后的非晶合金或其复合材料通过取样器从真空腔体中取出。

6.根据权利要求1所述的非晶合金或其复合材料的连续精密成形设备,其特征在于:该设备中,所述熔化平台的材质要保证不与母合金反应,不影响母合金的加热熔化行为和随后的凝固、成形过程。

7.利用权利要求1所述设备进行非晶合金或其复合材料的连续精密成形工艺,其特征在于:当加热熔化方式为感应加热时,其工艺过程为:抽取真空,达到要求真空条件后,将所需形状和质量的母合金装入给料仓,进一步进给到熔炼坩埚中,将母合金加热熔化后,停止加热,打开底部挡板,合金熔体流到熔化平台上,带有合金熔体的熔化平台旋转到成形模具正下方位置,在旋转过程中自由冷却,当合金熔体冷却到玻璃转变温度和液相线温度之间的过冷液态区范围时,采用成形模具对该状态的合金进行压制成形,同时对该状态合金进行快速冷却,最终获得所述非晶态合金或者非晶复合材料构件;

当加热熔化方式为电弧加热时,其工艺过程为:抽取真空,达到要求真空条件后,将所需形状和质量的母合金装入给料仓,进一步进给到熔炼平台上,利用电极将母合金加热熔化后,停止加热,带有合金熔体的熔化平台旋转到成形模具正下方位置,在旋转过程中自由冷却,当合金熔体冷却到玻璃转变温度和液相线温度之间的过冷液态区范围时,采用成形模具对该状态的合金进行压制成形,同时对该状态合金进行快速冷却,最终获得所述非晶态合金或者非晶复合材料构件。

8.根据权利要求7所述的非晶合金或其复合材料的连续精密成形工艺,其特征在于:所述真空条件是指真空度为1×10-1~1×10-4Pa范围之间;所述母合金采用熔炼或浇铸方式制备;母合金的形状为棒状、板状、片状和/或球状规则形状;母合金的形状和质量依据所需制备的非晶构件的形状和尺寸确定。

9.根据权利要求7所述的非晶合金或其复合材料的连续精密成形工艺,其特征在于:所述快速冷却的冷却速率为10-2~102K/min;通过低温的成形模具和/或具有致冷功能的熔化平台,合金实现快速冷却,获得纯非晶或者非晶复合材料结构。

10.根据权利要求7所述的非晶合金或其复合材料的连续精密成形工艺,其特征在于:该工艺中,加热和成形过程能够同时进行,依据加热熔化和成形所需的时间长短,确定熔化平台和成形模具的平移速度,实现连续进样、熔化和成形,实现非晶合金或者复合材料的连续成形。

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