[發(fā)明專利]一種大尺寸復(fù)雜非晶合金構(gòu)件逆重力充填成形方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110572903.7 | 申請(qǐng)日： | 2021-05-25 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113290232B | 公開（公告）日： | 2022-06-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 孫劍飛;曹福洋;姜思達(dá);黃永江;沈紅先;張倫勇;邱子傲;寧志良 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B22D27/13 | 分類號(hào)： | B22D27/13;B22D27/15;B22C9/08;B22D27/00;B22D35/04;B22D35/06;B22D37/00 |
| 代理公司： | 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213 | 代理人： | 孟憲會(huì) |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國(guó)省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 尺寸 復(fù)雜 合金 構(gòu)件 重力 充填 成形 方法 | ||
1.一種大尺寸復(fù)雜非晶合金構(gòu)件逆重力充填成形方法，其特征在于:所述方法是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的：
步驟一：?jiǎn)?dòng)熔煉艙鎖緊環(huán)組件(1.2)打開熔煉艙門(1.1)，把配比好的合金原物料裝入合金熔煉冷壁坩堝(2.3)內(nèi)，關(guān)閉熔煉艙門(1.1)并通過(guò)熔煉艙鎖緊環(huán)組件(1.2)將熔煉艙門(1.1)和熔煉艙殼體(1)密封；
步驟二：?jiǎn)?dòng)充填艙上門驅(qū)動(dòng)缸(3.12)打開澆注室充填艙上蓋(3.10)，將逆重力充填升液管(4)的底部通過(guò)艙體(3.1)底部逆重力充填艙底口伸入到合金熔煉冷壁坩堝(2.3)上方；
步驟三：把模具直澆道(5.1)對(duì)準(zhǔn)逆重力充填升液管(4)的升液直管，并將非晶構(gòu)件成形模具(5)與充填艙動(dòng)板(3.3)固定，非晶構(gòu)件成形模具(5)、逆重力充填升液管(4)和充填艙動(dòng)板(3.3)之間密封設(shè)置，并實(shí)現(xiàn)逆重力充填升液管(4)內(nèi)孔與非晶合金成形腔(5.2)連通；
步驟四：?jiǎn)?dòng)充填艙動(dòng)板驅(qū)動(dòng)缸(3.13)使充填艙動(dòng)板(3.3)下降壓緊充填艙下門密封圈(3.2)，實(shí)現(xiàn)熔煉艙和逆重力充填艙(3)之間的密封；
步驟五：再次啟動(dòng)充填艙上門驅(qū)動(dòng)缸(3.12)下降，關(guān)閉充填艙上蓋(3.10)，使艙體(3.1)頂部開口密封，至此步驟把設(shè)備形成了熔煉艙和逆重力充填艙(3)兩個(gè)獨(dú)立的密封空間；
步驟六：同步啟動(dòng)四個(gè)充填艙動(dòng)板驅(qū)動(dòng)缸(3.13)使充填艙動(dòng)板(3.3)上升，打開艙體(3.1)底部逆重力充填艙底口實(shí)現(xiàn)熔煉艙和逆重力充填艙(3)互通；啟動(dòng)冷卻水源(102)和冷卻水控制閥(7)對(duì)冷壁坩堝、感應(yīng)線圈部位進(jìn)行連續(xù)的冷卻，啟動(dòng)真空機(jī)組(101)和真空系統(tǒng)控制閥(6)對(duì)熔煉艙和逆重力充填艙(3)同時(shí)連續(xù)的抽真空；
步驟七：當(dāng)熔煉艙和逆重力充填艙(3)真空壓力低于1×10-5mpa時(shí)，啟動(dòng)電力輸送系統(tǒng)(8)開始熔煉合金；
步驟八：合金開始熔煉的同時(shí)，開啟惰性氣體控制閥(11)、換熱介質(zhì)控制閥(10)和電力輸送系統(tǒng)(8)進(jìn)行工作，隨時(shí)準(zhǔn)備充填；
步驟九：利用熔煉艙可調(diào)節(jié)攝像儀(1.4)觀測(cè)到塊狀金屬料被加熱熔化成液體時(shí)，關(guān)閉真空系統(tǒng)控制閥(6)打開惰性氣體控制閥(11)對(duì)熔煉艙和逆重力充填艙(3)同時(shí)充入高純度氬氣，當(dāng)熔煉室內(nèi)氣體壓力達(dá)參數(shù)要求時(shí)，關(guān)閉惰性氣體控制閥(11)停止輸入氬氣，利用測(cè)溫系統(tǒng)(9)測(cè)試液體合金的溫度是否達(dá)到充填溫度；
步驟十：當(dāng)計(jì)算機(jī)控制中心(110)檢測(cè)到合金液體溫度非晶構(gòu)件成形模具(5)溫度、熔煉艙和逆重力充填艙(3)壓力均滿足充填參數(shù)時(shí)，啟動(dòng)充填艙動(dòng)板驅(qū)動(dòng)缸(3.13)，使充填艙動(dòng)板(3.3)下降壓緊充填艙下門密封圈(3.2)，實(shí)現(xiàn)熔煉艙和逆重力充填艙(3)之間密封；
步驟十一：計(jì)算機(jī)控制中心(110)開啟充填艙排氣閥(3.16)排出艙體(3.1)內(nèi)的氬氣，使艙體(3.1)壓力逐漸減少，使艙體(3.1)內(nèi)氣體壓力下降到0.20～0.45Mpa之間，由于在熔煉艙和逆重力充填艙(3)之間形成了壓力差ΔP，當(dāng)艙體(3.1)的氬氣不斷排出、壓力不斷減少，導(dǎo)致熔煉艙與逆重力充填艙(3)的壓力差ΔP逐漸增大，當(dāng)ΔP增大到某個(gè)臨界值時(shí)，作用在熔煉坩堝液面上的壓力迫使液體合金沿著逆重力充填升液管(4)逐漸的、平穩(wěn)的上升通過(guò)模具直澆道(5.1)進(jìn)入非晶合金成形腔(5.2)內(nèi)，與此同時(shí)，非晶合金成形腔(5.2)內(nèi)的背壓氣體從模具排氣孔(5.3)排出，減少了液體合金充填非晶構(gòu)件成形模具(5)過(guò)程中的阻力保證了液態(tài)合金液面平穩(wěn)的上升，直至合金液體充滿非晶構(gòu)件成形模具(5)；
步驟十二：在完成液體金屬充填非晶合金成形腔(5.2)過(guò)程的同時(shí)，計(jì)算機(jī)控制中心(110)立刻發(fā)出指令使非晶構(gòu)件成形模具(5)快速換熱，通過(guò)非晶合金成形腔(5.2)和冷卻介質(zhì)把液體合金的熱量傳導(dǎo)，使非晶合金成形腔(5.2)內(nèi)合金液體的冷卻速度達(dá)到0.001℃～1℃/每秒的條件，
當(dāng)非晶構(gòu)件成形模具(5)檢測(cè)到非晶合金成形腔(5.2)內(nèi)的液體合金瞬間凝固成固體非晶合金構(gòu)件時(shí)，立刻打開熔煉艙排氣閥(1.5)排放熔煉室惰性氣體，使熔煉艙內(nèi)氣體壓力與逆重力充填艙(3)內(nèi)氣體壓力相等時(shí)，逆重力充填升液管(4)內(nèi)尚未凝固的液體金屬依靠自身重力的作用回流到坩堝內(nèi)，啟動(dòng)充填艙動(dòng)板驅(qū)動(dòng)缸(3.13)上升動(dòng)板帶動(dòng)逆重力充填升液管(4)脫離坩堝，至此，完成了非晶合金構(gòu)件的逆重力充填過(guò)程，待合金熔煉冷壁坩堝(2.3)和逆重力充填升液管(4)尚有余熱的部件冷卻到安全溫度時(shí)，打開熔煉艙門(1.1)，清理合金熔煉冷壁坩堝(2.3)，打開充填艙上蓋(3.10)，取出非晶構(gòu)件成形模具(5)清理出大尺寸復(fù)雜非晶合金逆重力充填。
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