[发明专利]一种大尺寸复杂非晶合金构件逆重力充填成形方法

权利要求书

1.一种大尺寸复杂非晶合金构件逆重力充填成形方法，其特征在于:所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：启动熔炼舱锁紧环组件(1.2)打开熔炼舱门(1.1)，把配比好的合金原物料装入合金熔炼冷壁坩埚(2.3)内，关闭熔炼舱门(1.1)并通过熔炼舱锁紧环组件(1.2)将熔炼舱门(1.1)和熔炼舱壳体(1)密封；

步骤二：启动充填舱上门驱动缸(3.12)打开浇注室充填舱上盖(3.10)，将逆重力充填升液管(4)的底部通过舱体(3.1)底部逆重力充填舱底口伸入到合金熔炼冷壁坩埚(2.3)上方；

步骤三：把模具直浇道(5.1)对准逆重力充填升液管(4)的升液直管，并将非晶构件成形模具(5)与充填舱动板(3.3)固定，非晶构件成形模具(5)、逆重力充填升液管(4)和充填舱动板(3.3)之间密封设置，并实现逆重力充填升液管(4)内孔与非晶合金成形腔(5.2)连通；

步骤四：启动充填舱动板驱动缸(3.13)使充填舱动板(3.3)下降压紧充填舱下门密封圈(3.2)，实现熔炼舱和逆重力充填舱(3)之间的密封；

步骤五：再次启动充填舱上门驱动缸(3.12)下降，关闭充填舱上盖(3.10)，使舱体(3.1)顶部开口密封，至此步骤把设备形成了熔炼舱和逆重力充填舱(3)两个独立的密封空间；

步骤六：同步启动四个充填舱动板驱动缸(3.13)使充填舱动板(3.3)上升，打开舱体(3.1)底部逆重力充填舱底口实现熔炼舱和逆重力充填舱(3)互通；启动冷却水源(102)和冷却水控制阀(7)对冷壁坩埚、感应线圈部位进行连续的冷却，启动真空机组(101)和真空系统控制阀(6)对熔炼舱和逆重力充填舱(3)同时连续的抽真空；

步骤七：当熔炼舱和逆重力充填舱(3)真空压力低于1×10^-5mpa时，启动电力输送系统(8)开始熔炼合金；

步骤八：合金开始熔炼的同时，开启惰性气体控制阀(11)、换热介质控制阀(10)和电力输送系统(8)进行工作，随时准备充填；

步骤九：利用熔炼舱可调节摄像仪(1.4)观测到块状金属料被加热熔化成液体时，关闭真空系统控制阀(6)打开惰性气体控制阀(11)对熔炼舱和逆重力充填舱(3)同时充入高纯度氩气，当熔炼室内气体压力达参数要求时，关闭惰性气体控制阀(11)停止输入氩气，利用测温系统(9)测试液体合金的温度是否达到充填温度；

步骤十：当计算机控制中心(110)检测到合金液体温度非晶构件成形模具(5)温度、熔炼舱和逆重力充填舱(3)压力均满足充填参数时，启动充填舱动板驱动缸(3.13)，使充填舱动板(3.3)下降压紧充填舱下门密封圈(3.2)，实现熔炼舱和逆重力充填舱(3)之间密封；

步骤十一：计算机控制中心(110)开启充填舱排气阀(3.16)排出舱体(3.1)内的氩气，使舱体(3.1)压力逐渐减少，使舱体(3.1)内气体压力下降到0.20～0.45Mpa之间，由于在熔炼舱和逆重力充填舱(3)之间形成了压力差ΔP，当舱体(3.1)的氩气不断排出、压力不断减少，导致熔炼舱与逆重力充填舱(3)的压力差ΔP逐渐增大，当ΔP增大到某个临界值时，作用在熔炼坩埚液面上的压力迫使液体合金沿着逆重力充填升液管(4)逐渐的、平稳的上升通过模具直浇道(5.1)进入非晶合金成形腔(5.2)内，与此同时，非晶合金成形腔(5.2)内的背压气体从模具排气孔(5.3)排出，减少了液体合金充填非晶构件成形模具(5)过程中的阻力保证了液态合金液面平稳的上升，直至合金液体充满非晶构件成形模具(5)；

步骤十二：在完成液体金属充填非晶合金成形腔(5.2)过程的同时，计算机控制中心(110)立刻发出指令使非晶构件成形模具(5)快速换热，通过非晶合金成形腔(5.2)和冷却介质把液体合金的热量传导，使非晶合金成形腔(5.2)内合金液体的冷却速度达到0.001℃～1℃/每秒的条件，

当非晶构件成形模具(5)检测到非晶合金成形腔(5.2)内的液体合金瞬间凝固成固体非晶合金构件时，立刻打开熔炼舱排气阀(1.5)排放熔炼室惰性气体，使熔炼舱内气体压力与逆重力充填舱(3)内气体压力相等时，逆重力充填升液管(4)内尚未凝固的液体金属依靠自身重力的作用回流到坩埚内，启动充填舱动板驱动缸(3.13)上升动板带动逆重力充填升液管(4)脱离坩埚，至此，完成了非晶合金构件的逆重力充填过程，待合金熔炼冷壁坩埚(2.3)和逆重力充填升液管(4)尚有余热的部件冷却到安全温度时，打开熔炼舱门(1.1)，清理合金熔炼冷壁坩埚(2.3)，打开充填舱上盖(3.10)，取出非晶构件成形模具(5)清理出大尺寸复杂非晶合金逆重力充填。