[实用新型]一种提高块体非晶合金及其结构件室温塑性的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种提高非晶合金塑性的装置，特别涉及一种提高块体非晶合金及其结构件室温塑性的装置，属于先进材料技术领域。

背景技术

非晶合金的高强度、高弹性极限、高耐蚀性和耐磨性、优异的磁性能以及性能的各向同性，使之成为军事、航天、海洋、电力、微机电系统等领域最具应用前景的一类金属基新材料。然而，非晶合金独特的均质无定形结构中，缺乏排列有序的原子晶面和位错，致使其宏观室温塑性非常有限，并且成为制约其工程应用和成形制造的关键瓶颈。

目前，提高非晶合金室温塑性的方法主要有两种：其一是通过适当的组分设计及制备技术，如加入元素钯，或在非晶合金中形成第二相得到所谓的非晶复合材料等，以从根本上提高非晶合金的室温塑性。该方面的研究虽有很大进展，但要同时获得良好的非晶形成能力和大的塑性变形力仍然十分困难。其二是对制备好的非晶合金及其结构件进行后处理，以提高其极限塑性变形能力。如姚可夫申请的中国发明专利CN101967552A（申请号：201010502643.8）通过应用循环载荷来提高非晶合金塑性；邱胜宝申请的一种提高非晶合金压缩塑性的方法的中国发明专利CN101717902A（申请号：200910213951.6），首先将非晶合金材料切割成高径比大于0且小于1的形状，然后沿高度方向压缩，使其在高度方向上的塑性变形量达到5％至50％之间，并最终提高非晶合金的塑性变形能力。显然上述后处理方法都不能适合形状复杂的块体非晶合金及其结构件，且处理过程复杂，耗时较长。因此，开发提高块体非晶合金室温塑性的新方法很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种提高块体非晶合金及其结构件室温塑性的装置。

本实用新型采取的技术方案为：

一种提高块体非晶合金及其结构件室温塑性的装置，包括刚性垫板、六自由度运动机构、脉冲激光发生器，所述的六自由度运动机构包括下面的移动台，移动台底部有带中心孔的凸台，移动台与其上面的固定台通过六根伸缩轴及所述的伸缩轴两端的万向铰链连接在一起，固定台和移动台均有中心通孔与脉冲激光发生器的光路相通。

所述伸缩轴各由一个套筒和一个连杆组成。

固定台固定，六个伸缩轴按不同长度变化，使移动台产生六个运动自由度，并使移动台底部的凸台沿被处理材料的表面法向，强力压迫在材料上。移动带中心孔的凸台和激光束，可按预定点阵，完成对非晶合金整个表面的处理。凸台的中心孔中优先采用对激光束透明的有机玻璃，以强化爆炸等离子体产生的冲击波。

将非晶合金体表面打磨光洁并放置在刚性垫板上，在非晶合金体上面放置一个倒立的带有中心孔的凸台，凸台沿非晶合金体表面法向设置，并施加一定压力（应保证在激光照射并导致非晶合金体产生微量塑性变形时，凸台不产生刚性移动，凸台与非晶合金体表面之间不产生间隙）；向凸台中心孔通短脉冲激光束，照射非晶合金体表面，产生爆炸等离子体冲击波，冲击波作用于非晶合金体，使被照射区域发生微量的高应变率塑性变形，形成微凹坑，塑性变形发生时会受到凸台的约束，同时也受到周围未变形区域的约束，因而是在三向压应力状态下进行，照射1～10个脉冲后，变形区域周围将产生残余压应力，高应变率塑性变形还会诱发致密剪切带；所述的致密剪切带会使后续的塑性变形更加均质化，而不易集中于一条剪切带当中。残余压应力与致密剪切带会使非晶合金及其结构件的室温塑性明显提高，而材料仍然保持非晶态，且其原有的屈服强度得以保持。

本实用新型的技术优势表现在：

(1)本实用新型装置中由六个伸缩轴所形成的六自由度运动机构，刚性大，可灵活地移动凸台，并强力压迫在各个方向的材料表面。