[發明專利]一種塊體非晶合金緊固件及其制造方法

有效

• 申請號: 202011387825.5
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112662962B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 陳堂權;黃文波
• 申請（專利權）人: 常州晶業液態金屬有限公司
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10;C22C1/00;B22D21/02;C22F1/18;B22D17/14;B22D31/00;F16B35/04
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 袁瑞紅

本發明公開了一種塊體非晶合金緊固件及其制造方法，一種塊體非晶合金緊固件包括螺栓頭和螺栓桿，所述螺栓頭和螺栓桿由非晶合金制備，所述螺栓桿內中空，所述螺栓桿的壁厚為0.5～3mm；一種塊體非晶合金緊固件的制造方法，包括步驟：熔煉原料、壓鑄成型、多級冷卻、填充鑲件、研磨。本發明利用非晶合金將緊固件設計成中空結構，降低壁厚，使其在壓鑄過程中易于形成非晶，擴展非晶合金產品的應用價值；使用多級冷卻工藝增加非晶合金的韌性，防止非晶合金制備的緊固件強度太大，使用過程中崩裂與其接觸的其它零件。

技術領域

本發明涉及緊固件技術領域，具體為一種塊體非晶合金緊固件及其制造方法。

背景技術

非晶合金材料具有高硬度、高強度、高耐磨、高彈性、高耐腐的優異性能，正是因為這種材料特點使非晶產品的應用非常的廣闊。在化工領域中，關鍵機械零部件需要具備強的耐腐性和屈服強度，否則零件會因腐蝕問題和強度導致設備出現安全隱患。一般使用的耐腐材料是不銹鋼316和碳鋼或不銹鋼加表面處理。但這些材料不具備同時具有高強度和高耐腐的特點。而塊體非晶同時具有高強度和高耐腐的特性，但是在產品尺寸(厚度)制作上存在一定的限制，即目前為止，厚度超3mm的產品很難形成塊體非晶結構，如果不是非晶就會失去非晶的高強度和高耐腐性能。因此如何將產品設計成壁厚3mm以下，使產壓鑄時不僅易于形成非晶，又能滿足產品結構強度的方法變得很重要。

本發明提供一種塊體非晶合金緊固件及其制造方法，用于解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種塊體非晶合金緊固件及其制造方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種塊體非晶合金緊固件，包括螺栓頭1和螺栓桿2，所述螺栓頭1和螺栓桿2由非晶合金制備，所述螺栓桿2內中空，所述螺栓桿2的壁厚為0.5～3mm。非晶合金材料具有高硬度、高強度、高耐磨、高彈性、高耐腐的優異性能,但是在產品尺寸(厚度)制作上存在一定的限制，即目前為止，厚度超3mm的產品很難形成塊體非晶結構,本結構利用非晶合金將緊固件設計成中空結構，降低壁厚，使其在壓鑄過程中易于形成非晶，擴展非晶合金產品的應用價值，尤其可以解決化工領域機械緊固零件材料中難以同時具備高耐腐和高強度的問題。

優選的，所述螺栓桿2內設置有鑲件3，設置鑲件3使得本結構和傳統結構的緊固件外形無變化，但是強度和耐腐蝕性能卻有極大的提升，且在一定程度上提高了本結構的穩定性能。

優選的，所述非晶合金為鋯基合金，所述鋯基合金的成分按重量百分比計包括鋯53～62％、銅12.3～14.2％、鐵5.3～8％、鎳12.1～14.3％、鈮2.3～4.1％、鈦余量。

優選的，所述鑲件3由碳鋼制備，鑲件3也可以為不銹鋼。

一種塊體非晶合金緊固件的制造方法，包括步驟：

S1.熔煉原料；

S2.壓鑄成型；

S3.多級冷卻；

S4.填充鑲件；

S5.研磨。

優選的，還包括：S1.熔煉原料：將原料按照既定配比混合，粉碎，熔煉得到合金澆注液；

S2.壓鑄成型：將合金澆注液在真空狀態下充入模具壓鑄得到坯件，真空下的無氧或少氧環境使非晶材料在壓鑄過程中具有更好的流動性和非晶形成能力；

S3.多級冷卻：將S2得到的坯件進行冷卻，包括

1)一級冷卻，在1～10Pa的壓力下冷卻至280～350℃，冷卻速度為10～30℃/s，保溫保壓時間為5～20s，

2)二級冷卻,在常壓下冷卻至室溫，冷卻速度為25～32℃/s，保溫保壓時間為2～6s；