[發明專利]通過快速電容器放電進行的金屬玻璃的注射成型

有效

• 申請號: 201280015352.3
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號: CN103443321A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: M·D·黛米里烏;J·P·施拉姆;G·卡騰波克;W·L·約翰遜
• 申請（專利權）人: 加利福尼亞技術學院
• 主分類號: C22F1/00
• 分類號: C22F1/00;C21D1/34;C21D11/00;C22C45/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 楊國權

1.一種快速電容器放電注射成型裝置，包括：

非晶金屬樣品，所述樣品具有基本上均勻的截面；

電能源；

用于將所述電能源與所述非晶金屬樣品互連的至少兩個電極；

可相對所述樣品移動的至少一個柱塞；

壓注力發生器，它相對所述至少一個可移動柱塞布置，使得壓注力能通過所述可移動柱塞施加于樣品；

注射成型模具，它被形成為兩個協作的半部，使得當協作的半部被合到一起時，它們結合以包含：

電絕緣的給料通道，被配置用于接納樣品并且將所述樣品放置為與所述至少兩個電極電連接，使得在所述電極與所述樣品之間形成充分緊密的連接，并且與所述至少一個柱塞機械連接，使得所述壓注力被傳遞給所述樣品，

用于使所述樣品形成為期望形狀的并且使所述樣品充分冷卻的導熱型模，以及

形成所述給料通道與所述型模之間的流體互連的至少一個導熱流道；

其中所述電能源能夠產生并釋放的電能量足以將整個樣品均勻地加熱到在非晶材料的玻璃化轉變溫度與平衡熔點之間的加工溫度；并且

其中所述壓注力發生器能夠通過所述至少一個可移動柱塞施加的壓注力足以驅使所述受熱樣品通過所述流道進入所述型模，以在其內形成凈形物品。

2.根據權利要求1所述的裝置，還包括用于將所述型模加熱到在非晶金屬的玻璃化轉變溫度處或附近的溫度的溫度可控的加熱元件。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述非晶金屬具有不隨溫度增加的電阻率。

4.根據權利要求1所述的裝置，其中所述樣品的溫度按照至少500K/sec的速度增加。

5.根據權利要求1所述的裝置，其中所述非晶金屬具有不大于大約1×10^-4℃^-1的每單位溫度變化的電阻率相對變化S以及在大約80和300μΩ-cm之間的室溫下的電阻率ρ₀。

6.根據權利要求1所述的裝置，其中所述電能量為至少大約100J，并且電流脈沖的上升時間為在大約1μs和100ms之間。

7.根據權利要求1所述的裝置，其中所述加工溫度在非晶材料的玻璃化轉變溫度與合金的平衡熔點之間的中點附近。

8.根據權利要求1所述的裝置，其中所述加工溫度使得受熱非晶金屬的粘度為從大約1到10⁴Pa-sec。

9.根據權利要求1所述的裝置，其中所述樣品是基本上無缺陷的。

10.根據權利要求1所述的裝置，其中所述電極材料從如下的組中選擇，該組包括：Cu、Ag、Ni、銅-鈹合金、或者含有至少95at%的Cu、Ag或Ni之一的合金。

11.根據權利要求1所述的裝置，其中所述柱塞由選自如下組的材料形成，該組包括Cu、Ag、Ni、銅-鈹合金、含有至少95at%的Cu、Ag或Ni之一的合金、Ni合金、鋼、玻璃陶瓷、氧化釔穩定化的氧化鋯和細粒度的氧化鋁。

12.根據權利要求1所述的裝置，其中將所述電能量的釋放與所述至少一個電極的運動同步。

13.根據權利要求1所述的裝置，其中所述金屬玻璃給料由選自如下組的合金制成，該組包括基于Zr的、基于Ti的、基于Cu的、基于Ni的、基于Al的、基于Fe的、基于Co的、基于Mg的、基于Ce的、基于La的、基于Zn的、基于Ca的、基于Pd的、基于Pt的和基于Au的。

14.根據權利要求1所述的裝置，其中至少一個電極充當所述至少一個柱塞。

15.根據權利要求1所述的裝置，其中所述金屬玻璃給料的形式為圓柱形棒。

16.根據權利要求15所述的裝置，其中所述圓柱形金屬玻璃給料棒的直徑在2mm和15mm之間。

17.根據權利要求15所述的裝置，其中所述圓柱形金屬玻璃給料棒的長度是所述棒直徑的至少兩倍大。

18.根據權利要求15所述的裝置，其中所述電極同樣是圓柱形的，并且其中所述電極的直徑與所述圓柱形金屬玻璃給料棒的直徑相同。