[发明专利]一种用于非晶合金的过冷熔体压铸成形方法及其装置

说明书

本发明公开了一种用于非晶合金的过冷熔体压铸成形方法及其装置，涉及大块非晶合金成型技术领域，解决压铸技术中制备非晶铸件较为困难的技术问题，包括抽真空、待熔炼金属熔炼、金属熔体冷却、测温以及压铸成型步骤，具体是将过热熔体以不同的冷却速率快速冷却至凝固点T_m以下，在不同温度下压铸成型，然后快速冷却至T_g温度以下形成非晶零件，本发明的一种用于非晶合金的过冷熔体压铸成形方法，在压铸成型时过冷熔体流动平稳，无湍流，压铸过程中卷气少，可减少缩孔、缩松等缺陷；同时，过冷熔体温度低、收缩小和残余应力小，获得的铸件尺寸精度和表面光洁度也更高，可提高铸件的内部和表面质量。

技术领域

本发明涉及大块非晶合金成型技术领域，更具体的是涉及一种用于非晶合金的过冷熔体压铸成形方法及其装置。

背景技术

压铸技术的发展已有160余年历史，现已经成为较为普及的一种金属成型方式；压铸件在机械电子、通讯设备、精密零件等方面有广泛的应用；压铸是将液态或半液态金属，在高压作用下，以较高的速度填充压铸模型腔，并在高压下快速凝固而获得铸件的一种方法，压铸的主要特点是高压和高速，压铸可以获得更高精度的零件，减少加工成本，且适于成型内部结构较为复杂的部件。

传统压铸时的金属熔体具有很高的流动性，在高速高压压铸过程中，金属熔体会形成湍流，且压铸模型腔内部气体难以快速排出而大量卷气，导致气泡气孔等缺陷，同时金属熔体温度高，收缩大，会出现缩松缩孔及残余应力等很多缺陷，相比于传统压铸，半固态压铸经济性较高，半固态压铸是当金属熔体凝固时，进行强烈的搅拌，并在一定的冷却速度下获得50％左右甚至更高的固体组分的浆料，并将这种浆料进行压铸；因此半固态压铸时流速较平稳，卷气较少，可提高铸件质量，半固态压铸虽然具有优越性，但半固态浆料内部存在大量的晶核和晶粒，要想得到非晶铸件非常困难。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有压铸技术中制备非晶铸件较为困难的问题，本发明提供一种用于非晶合金的过冷熔体压铸成形方法及其装置。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于非晶合金的过冷熔体压铸成形方法，包括如下步骤：

步骤一、检查确认真空罩密封完好，打开真空阀，利用真空泵对真空罩内的压铸环境进行抽真空，通过真空表观察压力变化，当压力为-15kPa～-10kPa时，停止抽真空；

步骤二、将待熔炼金属合金经抛光、打磨、清洗后置于坩埚炉中进行加热熔炼，升高温度使金属合金完全熔化形成均匀混合的金属熔体；

步骤三、将步骤二中得到的将金属熔体在1s～2s内浇注到第一压室中，之后利用第一压头将金属熔体推进冷却装置中在1s～2s内冷却，形成过冷熔体；利用冷却装置对金属熔体快速冷却，保证金属熔体不会凝固，内部不发生形核结晶，完全成为过冷熔体，其中，冷却装置可以拆卸，可方便快速取出凝固在冷却装置中的残余金属熔体。

步骤四、在步骤三中得到的过冷熔体的出口处设置测温装置进行测温，通过测温装置上的温度计观察过冷熔体的温度，使得过冷熔体的温度保持在T_gTT_m的范围之内；其中，测温装置高度灵敏，能准确测出冷却后形成的过冷熔体的温度。

步骤五、步骤四中符合温度范围的过冷熔体在第一压头的持续作用下，过冷熔体压入到模具型腔成型，最后待模具冷却1h～3h后脱模，取出铸件，同时打开冷却装置，取出凝固的残余熔体，清理检查其他装置，准备进行下次压铸。

上述中，过冷熔体进入压铸型腔后，第一压头以恒定高压将过冷熔体压入模具型腔，使过冷熔体充型时的流速更加平稳，且保证压铸型腔内不能生育过冷熔体。

进一步的，步骤四中，过冷熔体的温度过高或过低时，可调节冷却装置，改变其冷却能力。