[發(fā)明專利]大尺寸復雜非晶合金構(gòu)件逆重力充填成形裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110574318.0 | 申請日： | 2021-05-25 |
| 公開（公告）號： | CN113275541B | 公開（公告）日： | 2022-06-14 |
| 發(fā)明（設計）人： | 孫劍飛;曹福洋;姜思達;黃永江;沈紅先;張倫勇;邱子傲;寧志良 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學 |
| 主分類號： | B22D18/00 | 分類號： | B22D18/00;B22D18/08;C22C1/02;C22C33/04;B22D27/04;B22D27/15;B22D27/00;B22D35/04;B22D35/06 |
| 代理公司： | 哈爾濱華夏松花江知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213 | 代理人： | 孟憲會 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 尺寸 復雜 合金 構(gòu)件 重力 充填 成形 裝置 | ||
大尺寸復雜非晶合金構(gòu)件逆重力充填成形裝置，本發(fā)明涉及非晶合鑄造裝置，本發(fā)明的目的是為了提供保證熔煉合金的純潔度、克服重力約束充填鑄型及實現(xiàn)較快速凝固冷卻的設備，它包括熔煉艙、感應加熱系統(tǒng)、逆重力充填艙、逆重力充填升液管、非非晶構(gòu)件成形模具和計算機控制執(zhí)行器；熔煉艙為密封罐體，感應加熱系統(tǒng)設置在熔煉艙內(nèi)，逆重力充填艙設置在感應加熱系統(tǒng)上方，且逆重力充填艙密封安裝在熔煉艙頂部的殼體上，逆重力充填升液管安裝在逆重力充填艙的底部，非晶構(gòu)件成形模具安裝在逆重力充填升液管上方的逆重力充填艙內(nèi)，感應加熱系統(tǒng)、逆重力充填艙、逆重力充填升液管和非晶構(gòu)件成形模具均與計算機控制執(zhí)行器連通，本發(fā)明屬于鑄造成形領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及非晶合鑄造裝置，具體涉及大尺寸復雜非晶合金構(gòu)件逆重力充填成形裝置。
背景技術(shù)
近年來，人們在實驗室利用小型非自耗電極和感應熔煉等方法，制備出了塊體非合金材料。但是由于設備條件的限制和適合的成形方法的缺乏，未能得到有效的應用。目前，制約這種優(yōu)良材料產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)存在著三大難點。首先，雖然塊體非晶合金有別于傳統(tǒng)的非晶形成所需的極高冷卻速率。但是，也需要相對高的冷卻條件，低于臨界冷卻速率時合金就會晶化，不能獲得完全的非晶材料。傳統(tǒng)的鑄造方法和普通模具鑄型達不到這種冷卻速率要求。為了滿足塊體非晶合金材料成形要求，必須尋求一種能夠快速冷卻的模具及工藝方法，瞬間把進入模具內(nèi)的合金液體中的熱量吸收傳導出去，使模具快速冷卻到塊體非晶形成的臨界條件以下，才能利用鑄造方法獲得塊體非晶鑄件。其次，形成非晶合金的原材料要有極高的純凈度。并且制備所涉及的環(huán)境因素也是至關(guān)重要的，在合金熔煉和鑄造成形等全過程中都要嚴格控制成分以外的元素和氧等一切雜質(zhì)的侵入。一旦微量的雜質(zhì)進入液體合金中都會對塊體非晶的形成造成破壞性的影響，這種微量的雜質(zhì)也會直接作為形核質(zhì)點導致合金晶化。傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的熔鑄法熔煉爐、陶瓷坩堝和鑄型對非晶合金都有污染，均不能滿足塊體非晶熔鑄條件。為了滿足塊體非晶熔鑄條件，也必須需求一種避免液體合金受到污染的熔煉環(huán)境、鑄型模具材料等裝備。另外，塊體非晶合金具有高粘滯性的特點，重力場條件下流動性能極低。利用傳統(tǒng)的重力場條件下鑄造成形方法難以充填完整的構(gòu)件，對于要獲得大尺寸結(jié)構(gòu)復雜的非晶鑄件是不可能的。所以，必須尋找克服重力約束的工藝方法，利用某種工藝措施強迫非晶合金液體平穩(wěn)地充填鑄型模具中，獲得完整的復雜構(gòu)件。為了保證熔煉合金的純潔度、克服重力約束的充填鑄型及實現(xiàn)較快速凝固冷卻的實現(xiàn)，需要一種集熔煉、澆注和快速凝固一體化的多功能裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供保證熔煉合金的純潔度、克服重力約束充填鑄型及實現(xiàn)較快速凝固冷卻的設備，進而提供大尺寸復雜非晶合金構(gòu)件逆重力充填成形裝置。
所述技術(shù)問題是通過以下方案解決的：
它包括熔煉艙、感應加熱系統(tǒng)、逆重力充填艙、逆重力充填升液管、非非晶構(gòu)件成形模具和計算機控制執(zhí)行器；熔煉艙為密封罐體，感應加熱系統(tǒng)設置在熔煉艙內(nèi)，逆重力充填艙設置在感應加熱系統(tǒng)上方，且逆重力充填艙密封安裝在熔煉艙頂部的殼體上，逆重力充填升液管安裝在逆重力充填艙的底部，非晶構(gòu)件成形模具安裝在逆重力充填升液管上方的逆重力充填艙內(nèi)，感應加熱系統(tǒng)、逆重力充填艙、逆重力充填升液管和非晶構(gòu)件成形模具均與計算機控制執(zhí)行器連通。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比包含的有益效果是：
1.本申請利用大尺寸復雜非晶合金構(gòu)件逆重力充填成形裝置，通過模具智能化系統(tǒng)可以進行精確的控制加熱和冷卻速率，保證了塊體非晶形成的冷卻要求。
2.本申請制備非晶構(gòu)件過程中，采用真空、惰性氣體保護、冷壁坩堝熔煉合金、精密陶瓷升液管和純銅模具等多種保護措施避免了有害元素的侵入，能夠保證合金形成非晶時雜質(zhì)總含量小于0.5wt％的純潔度。
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