5上，定压单向阀门16的数量为一个或多个，数目根据工件的尺寸和形状进行确定；合模开模机构17用于控制动模15和定模11的开合，动模15和定模11闭合后,其内形成模腔12，模腔12通过模具浇道18与压射筒19实现连通，模腔12通过排气通道14实现与外界连通，排气通道14末端设有定压单向阀门16，动模15和定模11之间通过密封圈13实现密封；
[0045]真空系统:包括真空机组4和真空罐体6，真空机组4通过阀门II 5连接真空罐体6，真空罐体6通过管道连接真空室23，所述真空罐体6连接真空室23的管道上设有阀门III 7 ；
[0046]保护气氛系统:包括保护气氛气瓶I以及与之相连接的储气罐2，保护气氛气瓶I内装有惰性气体。储气罐2通过管道连接到真空室23 ;所述保护气氛气瓶I与储气罐2相连接的管道上设有阀门I 3，储气罐2连接真空室23的管道上设有阀门IV 30。
[0047]所述真空室23上设有用于测量熔炼坩埚21中合金液温度的红外测温仪8以及监控合金熔化状态的摄像头9。
[0048]所述铸造成型设备还设有控制面板10，用于对动模15和定模11的开合控制、加热装置20的温度控制和压射杆33的运动控制。
[0049]所述铸造成型设备能够根据实际需求在真空或者正压气氛下进行工作。
[0050]利用上述设备进行非晶合金构件铸造成型工艺，包括以下步骤:
[0051](I)定模11和动模15之间依靠密封圈13形成密封连接，排气通道14装有定压单向阀门16，最终获得密闭的模腔12 ；
[0052](2)将装满合金料25的储料箱26装入真空室23，通过储料箱26底部的弹簧片27将合金料25向上推移，送料杆24向左移动，将合金料25经过送料滑道22送入熔炼坩埚21 ；
[0053](3)打开阀门II 5，通过真空机组4使得真空罐6实现真空，当模具实现密封后，打开阀门III 7，使得模腔12、压射筒19和储料箱26内都获得所需真空度；当需要在真空条件下进行工作时，直接进行步骤(4)，当需要在正压保护气氛下进行工作时，打开阀门I 3，向储气罐2内充入一定压力的保护气氛，然后打开阀门IV 30，使得真空室23、模腔12、压射筒19和储料箱26内都获得所需压力的保护气氛，压力通过定压单向阀门16进行设置；
[0054](4)通过加热装置20将合金料25熔化，利用翻转机构将合金熔体通过浇口 31倒入压射筒19内，随后压射杆33以一定速度和加载力向左通过压射活塞32将合金熔体挤入模腔12中，在合金熔体充填模腔12的过程中，定压单向阀门16打开，使得模腔12中多余的气体排气通道14排出；
[0055](5)合金熔体在模腔12中充型完毕冷却后，通过充气管道充入与外界压力平衡的气体(当使用正压保护气氛条件下工作时，可以省略充气过程)，打开模腔，整个工件的铸造成型流程完毕；
[0056](6)重新开始下一个流程。
[0057]上述铸造成型工艺中，在第一个流程中合金熔化和充型的过程中，通过真空机组4使得真空罐6实现高真空，则在下一个流程中省略相应操作(下一流程为在真空条件下工作时)；或者，在第一个流程中合金熔化和充型的过程中，打开阀门I 3，向储气罐内充入一定压力的保护气氛，则在下一个流程中省略相应操作(下一流程为在正压保护气氛下工作时)。
[0058]上述铸造成型工艺中，在真空下进行工作的时候，真空度为10_2Pa。
[0059]上述铸造成型工艺中，在具有正压保护气氛条件下工作的时候，保护气体压力介于1-1.5个大气压之间。
【主权项】
1.一种非晶合金构件铸造成型设备，其特征在于:该铸造成型设备包括压射系统、合金熔炼系统、原材料进给系统、模具系统、真空系统和及保护气氛系统，其中: 合金熔炼系统:用于合金的熔炼，设于真空室(23)中，包括熔炼坩埚(21)和加热装置(20)，所述加热装置(20)采用感应线圈或者电阻丝对熔炼坩埚(21)加热；所述加热装置(20)设于熔炼坩埚(21)外； 压射系统:包括压射筒(19)、压射机构(29)、压射杆(33)和设于压射杆(33)末端的压射活塞(32 )，所述压射机构(29 )通过压射杆(33 )控制压射活塞(32 )在压射筒(19 )内的运动，压射筒(19)上设有浇口(31);所述压射杆(33)、压射筒(19)和压射活塞(32)设于真空室(23 )内，所述压射机构(29 )设于真空室(23 )外，所述压射杆(33 )与真空室(23 )之间采用波纹管(28)实现真空密封； 原材料进给系统:包括储料箱(26)、送料滑道(22)和送料杆(24)，储料箱(26)位于真空室(23)中，储料箱(26)底部设有弹簧片(27)，使得储料箱(26)内合金料(25)能够向上移动；通过送料杆(24)将合金料(25)经过送料滑道(22)送入熔炼坩埚(21)中； 模具系统:包括定模(11)、密封圈(13)、动模(15)、模腔(12)、排气通道(14)、定压单向阀门(16)、模具烧道(18)和合模开模机构(17);其中:合模开模机构(17)用于控制动模(15)和定模(11)的开合，动模(15)和定模(11)闭合后，其内形成模腔(12)，模腔(12)通过模具浇道(18)与压射筒(19)实现连通，模腔(12)通过排气通道(14)实现与外界连通，排气通道(14)末端设有定压单向阀门(16)，动模(15)和定模(11)之间通过密封圈(13)实现密封； 真空系统:包括真空机组(4)和真空罐体(6)，真空机组(4)通过阀门II (5)连接真空罐体(6)，真空罐体(6)通过管道连接真空室(23)，所述真空罐体(6)连接真空室(23)的管道上设有阀门111(7)； 保护气氛系统:包括保护气氛气瓶(I)以及与之相连接的储气罐(2)，储气罐(2)再通过管道连接到真空室(23);所述保护气氛气瓶(I)与储气罐(2)相连接的管道上设有阀门I (3)，储气罐(2)连接真空室(23)的管道上设有阀门IV (30)。
2.根据权利要求1所述的非晶合金构件铸造成型设备，其特征在于:所述送料杆(24)将合金料(25 )送入熔炼坩埚(21)中，加热熔化后的合金料(25 )通过浇口( 31)进入压射筒(19)内。
3.根据权利要求1所述的非晶合金构件铸造成型设备，其特征在于:所述真空室(23)上设有用于测量熔炼坩埚(21)中合金液温度的红外测温仪(8)以及监控合金熔化状态的摄像头(9)。
4.根据权利要求1所述的非晶合金构件铸造成型设备，其特征在于:所述铸造成型设备还设有控制面板(10)，用于对动模(15)和定模(11)的开合控制、加热装置(20)的温度控制和压射杆(33)的运动控制。
5.根据权利要求1所述的非晶合金构件铸造成型设备，其特征在于:所述铸造成型设备能够根据实际需求在真空或者正压气氛下进行工作。
6.根据权利要求1所述的非晶合金构件铸造成型设备，其特征在于:所述保护气氛气瓶(I)内装有惰性气体。
7.根据权利要求1所述的非晶合金构件铸造成型设备，其特征在于:所述模具系统中的定压单向阀门(16)安装在在定模(11)和/或动模(15)上，定压单向阀门(16)的数量为一个或多个，数目根据工件的尺寸和形状进行确定。
8.根据权利要求1所述的非晶合金构件铸造成型设备，其特征在于:所述熔炼坩埚(21)为三氧化二铝材质或氮化硼材质；或者，熔炼坩埚(21)为带有陶瓷涂层的石墨坩埚。
9.一种利用权利要求1所述设备进行非晶合金构件铸造成型工艺，其特征在于:该工艺包括以下步骤: (1)定模(11)和动模(15)之间依靠密封圈(13)形成密封连接，排气通道(14)装有定压单向阀门(16 )，最终获得密闭的模腔(12); (2)将装满合金料(25)的储料箱(26)装入真空室(23)，通过储料箱(26)底部的弹簧片(27)将合金料(25)向上推移，送料杆(24)向左移动，将合金料(25)经过送料滑道(22)送入熔炼坩埚(21); (3)打开阀门II(5)，通过真空机组(4)使得真空罐(6)实现真空，当模具实现密封后，打开阀门111(7)，使得模腔(12)、压射筒(19)和储料箱(26)内都获得所需真空度；当需要在真空条件下进行工作时，直接进行步骤(4)，当需要在正压保护气氛下进行工作时，打开阀门I (3)，向储气罐(2)内充入一定压力的保护气氛，然后打开阀门IV(30)，使得真空室(23)、模腔(12)、压射筒(19)和储料箱(26)内都获得所需压力的保护气氛，压力通过定压单向阀门(16)进行设置； (4 )通过加热装置(20 )将合金料(25 )熔化，利用翻转机构将合金熔体通过浇口( 31)倒入压射筒(19)内，随后压射杆(33)以一定速度和加载力向左通过压射活塞(32)将合金熔体挤入模腔(12)中，在合金熔体充填模腔(12)的过程中，定压单向阀门(16)打开，使得模腔(12)中多余的气体排气通道(14)排出； (5)合金熔体在模腔(12)中充型完毕冷却后，通过充气管道充入与外界压力平衡的气体，打开模腔，整个工件的铸造成型流程完毕； (6)重新开始下一个流程。
10.根据权利要求9所述非晶合金构件铸造成型工艺，其特征在于:在第一个流程中合金熔化和充型的过程中，通过真空机组(4)使得真空罐(6)实现高真空，则在下一个流程中省略相应操作；或者，在第一个流程中合金熔化和充型的过程中，打开阀门I (3)，向储气罐内充入一定压力的保护气氛，则在下一个流程中省略相应操作。
11.根据权利要求9所述非晶合金构件铸造成型工艺，其特征在于:在真空下进行工作的时候，真空度为10_2Pa。
12.根据权利要求9所述非晶合金构件铸造成型工艺，其特征在于:在具有正压保护气氛条件下工作的时候，保护气体压力介于1-1.5个大气压之间。
【专利摘要】本发明公开了一种非晶合金构件铸造成型设备和工艺，属于非晶合金成型技术领域。该设备包括压射系统、合金熔炼系统、原材料进给系统、模具系统、真空系统和保护气氛系统，本发明主要用于非晶合金构件的制备，可以实现在真空和正压气体保护下进行非晶合金构件挤铸成型，本发明中的设备在模具上添加排气口，有效解决合金构件成型过程中表面微小缩孔的形成，提高非晶合金构件质量。通过使用高真空罐或者保护气体罐，有效解决成型过程中真空或者正压保护气氛的获取时间，缩短成型周期，节约生产成本，极大提高生产效率。
【IPC分类】B22D17-22, B22D17-14, B22D17-28, B22D17-10
【公开号】CN104668504
【申请号】CN201310639506
【发明人】付华萌, 张海峰, 王爱民, 朱正旺, 张宏伟, 李宏, 李扬德, 李卫荣, 汤铁装
【申请人】中国科学院金属研究所, 东莞宜安科技股份有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月30日
【公告号】WO2015078209A1