[發明專利]非晶合金菜刀及其制造方法

在審

• 申請號: 202011032039.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112059561A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 邵玲
• 申請（專利權）人: 浙江大學臺州研究院
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B22D1/00;B22D17/00;B26B9/00
• 代理公司: 臺州市南方商標專利代理有限公司 33225
• 代理人: 佘瓊群

1.一種非晶合金菜刀，其特征在于：所述菜刀是采用鋯基非晶合金、鈦基非晶合金、銅基非晶合金、鎳基非晶合金、鐵基非晶合金、鉑基非晶合金或鈀基非晶合金而制造的非晶合金菜刀。

2.根據權利要求1所述的一種非晶合金菜刀，其特征在于：所述鋯基非晶合金包括Zr-Al-(Cu/Ni)系合金、Zr-Al-Cu-(Ni/Ti/Fe)系合金、Zr-Al-Cu-Ni-(Ta/Nb/Co)系合金、Zr-Al-Cu-Fe-(Co/Ag)系合金、Zr-Ti-Al-Cu-(Ni/Be)系合金、Zr-Ti-Al-Cu-Fe-Ag系合金；所述銅基非晶合金包括Cu-(Zr/Hf)-Ti系合金、Cu-(Zr/Hf)-Al系合金、Cu-Ti-Hf-(Nb/Zr)系合金、Cu-Zr-Al-(Y/Ag/Ti)系合金、Cu-Zr-Ti-(Y/Be/In/Ni)系合金、Cu-Zr-Ti-Ni-(Sn/Si/Nb)系合金；所述鐵基非晶合金包括Fe-(Ga/Cr)-Mo-C-(B/P)系合金、Fe-(Cu/Ni/Co)-Nb-Si-B系合金、Fe-(Cr,Ga)-Mo-(Er/Y/Dy/La)-C-B系合金、Fe-Cr-Mo-(Ga/Al)-P-C-B-Si系合金。

3.根據權利要求1所述的一種非晶合金菜刀，其特征在于：所述非晶合金菜刀的維氏硬度為450-700，屈服強度為1000-3500 MPa，彈性限度為2%-3.5%，經受500-3000 h的鹽霧測試后其表面仍然良好無腐蝕。

4.一種用于權利要求1至3中任意一項所述非晶合金菜刀的制造方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）菜刀整體外形輪廓的制備：在真空狀態或惰性氣氛的保護下，利用鋯基非晶合金、鈦基非晶合金、銅基非晶合金、鎳基非晶合金、鐵基非晶合金、鉑基非晶合金或鈀基非晶合金的合金錠通過壓鑄成型法或吸鑄成型法或噴鑄成型法制備出菜刀的整體外形輪廓；

（2）成型刀口部分：通過熱塑性成型技術或快速放電成型技術對刀口部分進行成型，消除刀口部分的氣孔，得到精密度和強度等力學性能大大提高的非晶合金菜刀。

（3）表面處理：對得到的非晶合金菜刀進行滾筒研磨和/或磁力研磨和/或拉絲處理和/或拋光處理和/或噴砂處理和/或物理氣相沉積處理和/或噴涂處理。

5.根據權利要求4所述的一種非晶合金菜刀的制造方法，其特征在于：所述步驟（1）菜刀整體外形輪廓的制備為：在真空狀態或惰性氣氛的保護下，利用鋯基非晶合金、鈦基非晶合金、銅基非晶合金、鎳基非晶合金、鐵基非晶合金、鉑基非晶合金或鈀基非晶合金的合金錠通過壓鑄成型法或吸鑄成型法或噴鑄成型法制備出菜刀的整體外形輪廓，包括如下步驟：

①投料：將鋯基非晶合金、鈦基非晶合金、銅基非晶合金、鎳基非晶合金、鐵基非晶合金、鉑基非晶合金或鈀基非晶合金的合金錠放入立式（或臥式）壓鑄機或吸鑄機或噴鑄機的供料裝置，并由所述供料裝置投入到真空度為10^-1-10^-3 torr立式（或臥式）壓鑄機或吸鑄機或噴鑄機的熔融裝置中；

②熔融：利用感應加熱或電阻加熱或電弧加熱的方式將步驟①中的合金錠熔融并形成熔湯，通過磁攪拌技術以達到將熔湯充分均勻混合的目的，所述熔湯的溫度為900-1750^oC；

③將步驟②得到的熔湯倒入菜刀模具澆口套中，然后以沖頭將熔湯注入菜刀模具中，所述沖頭的速度為0.1-6 m/s,菜刀模具的溫度為200-350 ^oC；在倒湯過程中，利用噴槍向菜刀模具表面噴射惰性氣氛以達到清潔菜刀模具表面的熔湯碎屑的目的；

④冷卻：對步驟③中注入熔湯的菜刀模具進行冷卻成型，得到非晶合金菜刀，冷卻速度為10⁰-10⁶ K/s,冷卻時間為10-30 s；

⑤產品取出：利用產品取出裝置接住從菜刀模具頂出的非晶合金菜刀后再輸送到產品出口，得到非晶合金菜刀。