[发明专利]非晶合金压铸设备及非晶合金压铸工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶合金压铸设备和非晶合金压铸工艺。

背景技术

非晶合金材料也被称作金属玻璃，由于组成合金的原子无序的独特排列结构，而具有不同于普通结晶态金属材料的优异的物理、化学性质，例如高屈服强度、高硬度、超弹性(高弹性极限)、高耐磨损性、高耐腐蚀性等。

同时，非晶合金由于特殊的结构和化学性质还具有优异的铸造性能。非晶合金在成型过程中由于要形成非晶态结构，因此需要防止异质形核出现。由于非晶合金通常含有活泼性元素，如锆、铝、镁、钛、稀土等元素，因此容易与非金属气体元素发生反应形成异质形核点，而导致很难获得非晶态结构或者大大降低非晶合金的临界尺寸。

美国专利US6021840提出了真空压铸技术，该技术通过形成真空避免非晶合金熔体和成型过程中合金元素的氧化。然而，真空技术的应用，尤其高真空环境气氛的建立，例如在美国专利US6021840中，真空度甚至高达1000um汞柱，为了获得高真空度，一方面增加了设备成本，另一方面延长了非晶合金的铸造周期，降低了生产效率。同时，真空系统需要复杂的封闭系统来维持，封闭系统极大地影响了工人操作的连续性和方便性，增加了生产的难度。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种非晶合金压铸设备，该压铸设备结构简单，采用正压保护气体，无需建立高真空度，降低了制造成本和维护成本。

本发明的另一目的在于提出一种非晶合金压铸工艺，该工艺操作简单，成本低，周期短，效率高。

根据本发明第一方面实施例的非晶合金压铸设备，包括：定模和动模，所述定模和动模可闭合和可打开，所述定模和动模闭合时在它们之间限定出模腔；封闭仓，所述封闭仓内限定有封闭腔室且所述封闭仓具有送料口；保护气体供给装置，所述保护气体供给装置与所述封闭仓相连用于向所述封闭腔室内供给保护气体且所述封闭腔室内的保护气体为正压；熔化容器，所述熔化容器设在所述封闭仓内，用于接纳和熔化从所述送料口加入的非晶合金；压射筒，所述压射筒与所述模腔连通且具有熔体入口，所述压射筒内设有用于将所述熔融非晶合金熔体喷射到所述模腔内的压射塞；驱动装置，所述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；和有害气体净化装置，所述有害气体净化装置与所述封闭仓相连用于净化所述封闭腔室内的有害气体。

根据本发明实施例的非晶合金压铸设备，通过设置有保护气体供给装置和有害气体净化装置，当有害气体净化装置对封闭腔室内的有害气体进行净化后，保护气体供给装置向封闭腔室内输送保护气体且使得封闭腔室内的保护气体保持为正压，使得在打开送料口向熔化容器内投料时或从取件口取件时都不会导致外界空气进入封闭腔室内，有效的隔绝了非晶合金熔体与空气的接触，避免非晶合金熔体与有害气体元素发生反应形成异质形核点而导致很难获得非晶态结构或者大大降低非晶合金的临界尺寸，而且无需对封闭腔室反复进行抽真空导致的生产周期的延长和生产成本的提高，实现了连续生产，提高了生产率，降低了生产成本，且压铸设备结构简单，采用正压保护气体，无需建立非常高的真空度，降低了制造成本和维护成本。

根据本发明的一个实施例，所述有害气体净化装置为抽真空装置和气体净化器中的一种或它们的组合。由此，便于维持封闭腔室内的有害气体的浓度。

具体地，所述有害气体为N₂、O₂、H₂O、CO₂中的至少一种。

在本发明的一个实施例中，所述非晶合金压铸设备构造为卧式，其中所述定模和动模设在所述封闭仓外面。

在本发明的另一个实施例中，所述非晶合金压铸设备构造为立式，其中所述定模和动模设在所述封闭仓内部。

根据本发明的一个实施例，所述定模和动模之间设有真空密封件，从而保证模腔的密闭性。

根据本发明的一个实施例，所述压射筒通过设在所述定模上的连通通道与所述模腔连通，因此，结构简单且避免了熔融非晶合金熔体从压射筒运送到模腔过程中泄露。

在本发明的一个实施例中，所述保护气体为惰性气体中的一种或多种。

根据本发明的一个实施例，所述封闭腔室内的保护气体压力介于1个大气压与1.1个大气压之间。由此，从而保证在打开送料口往熔化容器投料时或者从取件口取件时都不会导致外界空气进入封闭腔室中。