[發明專利]非晶合金壓鑄件模鍛裝置和非晶合金零件及其成型設備與成型方法

有效

• 申請號: 201710089590.3
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN108453203B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 敬華偉;樊秀蘭;秦俠
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J13/02;B21J1/06;B21J9/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 韓冰;嚴政

本發明公開了一種非晶合金壓鑄件模鍛裝置和非晶合金零件及其成型設備與成型方法。其中非晶合金壓鑄件上形成有開孔結構，模鍛裝置包括真空箱、限位組件、模壓組件和加熱組件；所述真空箱的內部具有真空腔；所述限位組件固定安裝在所述真空腔內、且其上具有用于放置非晶合金壓鑄件的型腔；所述模壓組件相對于限位組件可移動的安裝在真空腔內、且其中包括與固定在型腔中的非晶合金壓鑄件上的開孔結構形狀匹配的壓頭；所述加熱組件設置在所述真空箱內用于控制所述真空腔中的溫度。應用該模鍛裝置能夠有效解決壓鑄工藝帶來的影響力學性能的主要缺陷，消除零件的內應力，使非晶合金零件的內部組織更加緊密，提高零件的力學性能與使用壽命。

技術領域

本發明涉及非晶合金零件成型領域，具體地，涉及一種非晶合金壓鑄件模鍛裝置和非晶合金零件及其成型設備與成型方法。

背景技術

非晶合金又稱金屬玻璃，是一種長程無序的金屬固體，通常是通過快速冷卻金屬熔體而獲得，最早是由美國的Duwez教授于1960年發明。非晶態合金的原子呈無序排列，因而不存在晶態合金中的空位、位錯、晶界及層錯等缺陷，這一特性使其不僅具有優異的耐腐蝕性、高強度、高硬度、高耐磨性、高疲勞抗力、屈服時完全塑性、無加工硬化現象，而且還表現出優良的軟磁和硬磁性能以及超導特性等，在很多領域具有潛在的應用前景。

目前，非晶合金的一種典型的成型工藝為壓鑄成型，例如在公開號為CN102527982A的中國發明專利中公開了一種非晶合金壓鑄設備及非晶合金壓鑄工藝，并具體公開了所述非晶合金壓鑄設備包括：可閉合和可打開的定模和動模、且在兩者閉合時在它們之間限定出模腔；內限定有封閉腔室的封閉倉、且該封閉倉具有送料口；與封閉倉相連用于向封閉腔室內供給保護氣體的保護氣體供給裝置、且封閉腔室內的保護氣體為正壓；設在封閉倉內的熔化容器，該熔化容器用于接納和熔化從所述送料口加入的非晶合金；與模腔連通、且具有熔體入口的壓射筒；壓射筒內設有用于將熔融非晶合金熔體噴射到模腔內的壓射塞；驅動裝置與所述壓射塞相連用于驅動所述壓射塞在所述壓射筒內移動。此方法是將大塊非晶合金塊通過送料口放入設備的真空室內加熱熔化后，再倒入與模腔相通的壓射筒內，驅動壓射塞，把熔化后的非晶液體壓入模腔內成型。

非晶合金的另一種典型的成型工藝為模鍛成型，例如在公開號為CN1456401中國發明專利中公開了一種非晶合金精密零部件超塑性模鍛成形裝置及方法，并具體公開了該裝置由真空爐、可更換壓頭、模具三部分組成；可更換壓頭由內壓頭、外壓頭、滑塊、聯結座組成，模具由模具、頂出機構組成。其工藝為將坯料和模具置于真空爐中，當真空度達到8×10^-3Pa時，開始加熱，加熱速度0.5～3.0℃/s；加熱溫度應在Tg～Tx之間；成形應變速率范圍為1×10^-2～5×10^-4S^-1。此方法是將大塊非晶柸料放入模具內，而模具放在真空室內，模具在真空室內抽真空與加熱，并通惰性氣體保護與冷卻制備非晶零件的方法。

然而，現有的非晶合金成型工藝存在如下缺陷：(1)壓鑄成型制備的非晶合金零件中不可避免的存在氣泡、氣孔、縮孔、渣孔等缺陷，這就使得非晶合金在做受力件使用時，嚴重影響其力學性能；(2)模鍛成形制備非晶合金零件的工藝方法中，要求生產的零件不能太復雜，由于成形應變速率范圍為1×10^-2～5×10^-4S^-1，使得這種工藝方法不適合制備大尺寸，結構復雜的非晶合金零件；而且采用這種工藝方法制備小尺寸零件時，成型時間也太長，生產效率太低，存本太高，不適合大量生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種非晶合金壓鑄件模鍛裝置和非晶合金零件及其成型設備與成型方法，以在提高生產效率的同時改善非晶合金的產品質量。