[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

权利要求书

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。

2.如权利要求1所述的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，所述成形温度的范围介于所述原材料坯料的玻璃化温度和晶化温度之间。

3.如权利要求1所述的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，在步骤(b)中，所述加热棒优选采用电阻加热棒。

4.如权利要求1所述的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，在步骤(b)中，所述增韧装置采用用于热塑性成形的模具。

5.如权利要求1所述的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，所述非晶合金为包括Pd、Pt、Au、Zr、Ti、Fe、Cu、Ni、Al、Mg或Ce基的具备热塑性成形能力的非晶合金。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的增韧方法所采用的装置，其特征在于，该装置包括上模、下模和凹模，

所述上模与下模相对设置，并与所述凹模构成成形型腔，所述上模和下模中均设置有冲头和镶块，所述冲头与驱动伺服压力机相连，用于将原材料坯料成形为所需的三维结构，所述镶块与超声振动变幅杆相连，用于对待加强韧性的部位进行超声振动，所述凹模中设置有加热棒，该加热棒用于对坯料进行加热。