[實用新型]非晶軸體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720676538.3
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN207261447U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 宋佳
• 申請（專利權）人: 宋佳
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02;C22C45/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 鄧義華,王瑋

技術領域

本實用新型屬于金屬復合材料領域，具體涉及一種包含非晶態(tài)合金的軸體以及該軸體的制備方法。

背景技術

軸體是一種常用機械部件，是穿在如軸承、車輪、齒輪等結構制件中間的一種結構制件，多為圓柱形，少部分為方形，是用于支承轉動零件并與之一同回轉用以傳遞運動、扭矩或者婉拒的機械零件。由于在工作過程中往往需要承受剪切、沖擊、拉伸、折彎等多種受力狀態(tài)，如各種減速器中的軸，軸體制件所選用的材料必須具有高的強度和扭轉剛度，同時還需要具有良好的綜合力學性能。隨著工業(yè)化不斷進步，在越來越多的應用領域中，如航空航天領域，考慮到續(xù)航能力、能耗和便攜性等的需求，提出了更高的輕量化的要求，也就提出了讓結構制件的質量更小或者在相同質量下具備更高的力學性能的要求。

現(xiàn)有技術中用作制備軸制件的原料往往選用高強度鋼材、鈦合金、鋁合金材料。鋼材的強度和硬度高，耐腐蝕能力強，缺點是密度大、制件往往較重，無法實現(xiàn)輕量化，而質量較輕的鋁合金制件則耐磨耐蝕性差，各項強度不足，鈦合金的性能則處于兩者之間，密度適中、強度和耐蝕性與鋼材不相上下，但是從成本和加工性上考慮又難以廣泛應用，而且在復雜環(huán)境或者要求較高的環(huán)境中，鈦合金仍舊難以滿足要求。

非晶合金材料是近年來得到廣泛認同的新型金屬材料，因具有短程有序長程無序的原子結構而具有比傳統(tǒng)金屬材料更加優(yōu)異的力學性能。非晶合金具有優(yōu)異的鑄造性能、熔點低，具有比常規(guī)金屬材料和塑膠材料更低的收縮率，而且由于內(nèi)部微觀結構為非晶態(tài)，成型過程避開了結晶過程，非晶合金內(nèi)部微觀結構中沒有成分偏析和晶粒不均所帶來的性能差異，故可獲得優(yōu)異的宏觀機械性能，同時還具有強的耐蝕性耐磨性。非晶合金的優(yōu)異性能提供了其作為取代現(xiàn)有技術中的常規(guī)金屬材料的可能性，尤其非晶合金的各項特性均符合軸體材料的要求。

然而非晶合金作為軸體材料的應用還存在以下問題：

1、非晶合金盡管強度硬度高，但是脆性比鋼材、鈦合金、鋁合金高，完全利用非晶合金制成的軸體制件不易抵擋剪切強度。

2、非晶合金材料相比常規(guī)金屬材料成本略高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決所述上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種包含有非晶合金材料的軸體，并提供了一種制備上述軸體的方法，利用本實用新型中的方法制備出的軸體強度高、韌性好，能夠適應作為軸制件應用。

本實用新型所要達到的技術效果通過以下方案實現(xiàn)：

本實用新型中提供一種軸體，包括基材及芯材，所述基材包裹芯材組成軸體，所述基材為非晶合金，所述芯材為非非晶合金的金屬材料；所述芯材包括柱形主體部分以及主體部分上的凸起部或凹陷部。

進一步地，所述芯材為鋼材、鈦合金、銅合金或者鋁合金中的一種。

進一步地，設芯材柱形主體部分半徑為a，軸體半徑與芯材柱形主體部分半徑之差為b，芯材凸起部長度為P，芯材凹陷部深度為Q，則0.05<P：（a+b）<0.4,0.05<Q：（a+b）<0.4，0.08<P：b<0.8，0.08<Q：a<0.8。

進一步優(yōu)選，設芯材柱形主體部分半徑為a，軸體半徑與芯材柱形主體部分半徑之差為b，芯材凸起部長度為P，芯材凹陷部深度為Q，則0.1<P：（a+b）<0.2,0.1<Q：（a+b）<0.2，0.4<P：b<0.5，0.2<Q：a<0.5。

進一步地，0.1<a：b<10。

進一步地，所述非晶合金的組成為Zr_aHf_bTi_cCu_dNi_e Al_f Nb_g，a、b、c、d、e、f、g為組分原子摩爾百分含量，其中50≤a≤56、0.5≤b≤1、3≤c≤5、11≤d≤14、11≤e≤14、3≤f≤5、11≤g≤15。

本實用新型中還提供一種制備上述軸體的方法，包括如下步驟：

S01：預制包含柱形主體部分以及主體部分上的凸起部或凹陷部的芯材以及與之相適配的軸體成型模具；

S02：將芯材固定于成型模具中；

S03：將熔化的非晶合金熔液注射于成型模具中，冷卻后，非晶合金包裹芯材形成非金合金體，即制得所需軸體。