專利名稱：一種壓鑄大塊非晶合金的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種壓鑄大塊非晶合金的裝置，尤其涉及一種使用銅模來 壓鑄大塊非晶合金的裝置。背暈技術(shù)非晶態(tài)合金與晶體材料相比具有高強度、高硬度、高延展性、高磁導率、 耐腐蝕性好、耐磨性強、彈性極限大等特點，因而非晶態(tài)合金較晶態(tài)材料在科 研和工程上具有更廣闊的應用前景，引起了材料科學家極大興趣與密切關(guān)注。 由于非晶態(tài)合金的制備是通過液態(tài)金屬和合金急冷凝固而成的，在凝固過程中為了抑制結(jié)晶，必須具有很高的冷卻速度，早期制備非晶合金需要105K/S以上 的冷卻速度，所以一般非晶態(tài)合金只能以條帶、薄片、粉末等形式存在，這樣 大大限制了非晶材料的工業(yè)應用。目前大塊非晶態(tài)合金制備技術(shù)主要有單輥熔體旋淬法和粉末冶金法。單輥 熔體旋淬法是將合金淬入干冰、液氮、水等冷卻介質(zhì)中，來提高冷卻速度，但 采用這種方法淬入的母合金難以冷卻下來，不易形成塊狀非晶合金。粉末冶金 法就是把非晶態(tài)粉末裝入模具進行一定的工藝成型，如動力壓突、粉末軌制、 壓制燒結(jié)等技術(shù)，此方法使材料在純度、致密度、尺寸和成形等方面受到很大 限制。中國實用新型專利99250780.4公開了一種真空氣壓鑄造大塊非晶合金裝
置，它主要由寞空裝置、真空室、氣源裝置、組合夾具、高頻感應線圈、銅模 以及氣體導入管構(gòu)成。其中，組合夾具通過法蘭安裝在真空室內(nèi)，該組合夾具 上設有石英噴嘴和塞桿，真空裝置與真空室相連接，氣源裝置通過氣體導入管 與組合夾具相連接，高頻感應線圈設置在組合夾具的下部，銅模與組合夾具上 的石英噴嘴相連接。工作時，先將母合金裝入組合夾具中，再用塞桿將石英噴嘴堵死，起動真空裝置將組合夾具和真空室抽成真空；達到要求后，接通高頻 感應線圈，對母合金進行加熱，完全熔化后再通過氣源裝置使組合夾具中產(chǎn)生 正壓，當真空室與組合夾具中的壓力差達到一定數(shù)值時，提起塞桿，將熔化后 的母合金高帶鑄入銅模中，即可形成大體積的非晶合金。這種技術(shù)的主要缺陷在于首先，它需要使用真空裝置，并用其來抽真空， 這不僅增加了整個設備的成本，還加大了操作的難度，使其變得更復雜，不利 于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)；其次，該技術(shù)是利用壓力差成型，在這種成型方式中 母合金的流速較慢，而壓鑄大塊非晶合金需要很高的冷卻速度，因此，這種技 術(shù)不適合用于生產(chǎn)體積較大或結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種壓鑄大塊非晶合金的裝置，它 不僅成本較低，能夠用于生產(chǎn)體積較大及結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品，而且操作簡單，生 產(chǎn)效率較高，能夠適應大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的需要。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是 提供一種壓鑄大塊非晶合金的裝置，它包括銅模、加熱容器、噴嘴和壓射 裝置，其中，加熱容器上設有加料口，噴嘴與銅模的型腔相連通，壓射裝置固
定在加熱容器中，噴嘴與壓射裝置相連通。采用這樣的結(jié)構(gòu)以后，通過壓射裝置將熔化的母合金從噴嘴中壓出至銅模 型腔，使得母合金可以在高壓狀態(tài)下進行鑄造，從而可以顯著的提高母合金的 冷卻速度，更好的抑制意外的結(jié)晶。因此，本實用新型可以用于鑄造生產(chǎn)體積 較大和結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品。另外，由于省去了真空裝置，不僅降低了成本，還使 得本實用新型操作起來更為方便和簡單，能有效的提高生產(chǎn)效率，進而能更好 的適應于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的需求。所述的壓射裝置包括壓射室、活塞桿及壓射沖頭，其中，活塞桿可上下移 動的穿設在壓射室內(nèi)，壓射沖頭則固定在活塞桿下端，壓射室上還設有進料口 及出料口，所述的噴嘴通過噴射管與該壓射室的出料口相連通。這樣，通過活 塞桿的移動可以使熔化的母合金從壓射室內(nèi)通過噴射管及噴嘴產(chǎn)生高壓后進行 鑄造。所述進料口的位置高于出料口的位置，從而便于將熔化的母合金從壓射室 的出料口壓入噴射管中。所述的加熱容器包括坩堝和壓板，所述的壓板設置在該坩堝上方，所述的 加料口設在該壓板上，所述的柑堝與壓板之間還設有密封圈，這可以進一步提 高坩堝的密封性。該壓鑄大塊非晶合金的裝置還包括保護氣體發(fā)生裝置，所述的加熱容器上 則設有相應的進氣口，保護氣體發(fā)生裝置與該進氣口相連通。保護氣體可以對 母合金進行很好的保護，有效防止母合金被晶化。在所述的噴射管處還設有恒溫加熱器。這可以使得噴射出的母合金恒溫， 從而確保在高壓狀態(tài)下進行鑄造。 所述的銅模上還設有冷卻裝置。采用冷卻措施后，可以進一步的提高母合 金冷卻的速度，有利于形成大塊非晶合金。在所述的噴嘴與銅模相連處還設置有保護氣簾裝置。這可以有效防止噴射 管的母合金被晶化。所述的保護氣簾裝置包括開有細口的氣管，該氣管設置在所述的噴嘴與銅 模相連處，且其一端還與一高壓保護氣瓶相連接。


圖1是本實用新型一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明 白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解， 此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖l所示的壓鑄大塊非晶合金的裝置，它包括銅模l、加熱容器2、噴嘴 47和壓射裝置4，其中，加熱容器2上設有加料口221，壓射裝置4位于加熱容 器2內(nèi)，噴嘴47同時與銅模1的型腔及壓射裝置4相連通。具體實施時,銅模1固定在一模板13上，加熱容器2可由柑堝21和壓板 22組合而成，將壓板22設置在坩堝21上方，所述的加料口 221開設在壓板22 上。為了進一步提高坩堝21的密封性，柑堝21與壓板22之間還可設置密封圈 23。所述的壓射裝置4可通過固定裝置(如圖1中的固定座48)及夾具固定在 坩堝21內(nèi)。采用這樣的結(jié)構(gòu)以后，通過壓射裝置4將熔化的母合金從噴嘴47 中壓出至銅模1型腔，使得母合金可以在高壓狀態(tài)下進行鑄造，從而可以顯著 的提高母合金的冷卻速度，更好的抑制意外的結(jié)晶。具體的，如圖l所示，所述的壓射裝置4包括壓射室41、活塞桿42及壓射 沖頭43，其中，活塞桿42可上下移動的垂直穿設在壓射室41內(nèi)，壓射沖頭43 則固定在活塞桿42下端，在壓射室41的一側(cè)一定高度上設置一進料口411，于 壓射室41的另一側(cè)靠近底端的位置處設置有一出料口 44，所述出料口 44通過 一管道45與一噴射管46相連通，所述的噴嘴47則設置在該噴射管46靠近銅 模1的一端。在安裝時，應當確保進料口 411的位置高于出料口 44的位置，而 且當活塞桿42帶動壓射沖頭43下移的壓射行程中，進料口 411應處于封閉狀 態(tài)，這樣，通過活塞桿42的移動可以使熔化的母合金從壓射室41內(nèi)通過出料 口44、管道45、噴射管46及噴嘴47產(chǎn)生高壓后進行鑄造。為了有效防止母合金被晶化，進而更好的保護母合金，作為前述方案的改 進，該壓鑄大塊非晶合金的裝置還可設置保護氣體發(fā)生裝置，具體而言，該保 護氣體可以選擇氬氣(Ar)或氮氣(N2)。相應的，根據(jù)需要，可在所述的加熱 容器2的壓板22上設置若干個進氣口 222，并將保護氣體發(fā)生裝置與該進氣口 222相連通。在具體實施時，所述的噴射管46處還可設置恒溫加熱器3，恒溫加熱器3 的數(shù)量可以根據(jù)需要進行選擇，在本實施例中安裝了兩個。使用恒溫加熱器3 可以使得噴射出的母合金恒溫，從而確保在高壓狀態(tài)下進行鑄造。在所述的銅 模1上還設有冷卻裝置，該冷卻裝置可根據(jù)需要選擇，如水冷裝置或風冷裝置 等，在本實施例中，選用的是冷卻水管ll，采用銅模l水冷的措施后，可以進 一步的提高母合金冷卻的速度，有利于形成大塊非晶合金。 另外，為了有效防止噴射管46的母合金被晶化，在所述的噴嘴47與銅模1 相連處還設置有保護氣簾裝置12。保護氣簾是一段流動的氣流，實施時，先在 所述的噴嘴47與銅模1相連處設置一個與該模具型腔平行的氣管121，并在該 氣管121上開設一長條細口， 一般而言，該長條細口的直徑為O.lmm;然后， 在氣管121的一端連接一充有保護氣體的高壓保護氣瓶。這樣，在鑄造過程中 就可以打開該高壓氣瓶的閥門使其中的保護氣體通過長條細口處流經(jīng)銅模1，從 而可以較好的隔絕空氣，起到保護作用。工作時，先從加料口 221將母合金加入坩堝21中，再用密封圈23密封坩 堝21，接著用壓板22壓在密封圈23上；開啟保護氣體發(fā)生裝置，通過壓板22 上的進氣口 222將保護氣體通入坩堝21中，然后打開加熱裝置，對母合金進行 加熱，直至其熔化；啟動壓射裝置，通過活塞桿42及壓射沖頭43將進入壓射 室41的母合金壓入管道45中，再通過噴射管46由噴嘴47注入銅模1的型腔 內(nèi)；與此同時，打開冷卻水管ll、保護氣簾12和噴射管46處的恒溫加熱器3， 熔化的母合金即可在銅模1中快速冷卻并壓鑄成型，制成大塊的非晶合金。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型， 凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應 包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種壓鑄大塊非晶合金的裝置，它包括銅模、加熱容器和噴嘴，其中，加熱容器上設有加料口，噴嘴與銅模的型腔相連通，其特征在于該壓鑄大塊非晶合金的裝置還包括壓射裝置，該壓射裝置固定在所述的加熱容器中，所述的噴嘴與壓射裝置相連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于所述的 壓射裝置包括壓射室、活塞桿及壓射沖頭，其中，活塞桿可上下移動的穿設在 壓射室內(nèi)，壓射沖頭則固定在活塞桿下端，壓射室上還設有進料口及出料口， 所述的噴嘴通過噴射管與該壓射室的出料口相連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于所述進 料口的位置高于出料口的位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于:所述的加熱容器包括坩堝和壓板，所述的壓板設置在該坩堝上方，所述的加料口設在該壓板上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于所述的坩堝與壓板之間還設有密封圈。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于:該壓鑄大塊非晶合金的裝置還包括保護氣體發(fā)生裝置，所述的加熱容器上則設 有相應的進氣口，保護氣體發(fā)生裝置與該進氣口相連通。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于在所述的噴射管處還設有恒溫加熱器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于: 所述的銅模上還設有冷卻裝置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于在所述 的噴嘴與銅模相連處還設置有保護氣簾裝置。
10、 根據(jù)杈利要求9所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于所述 的保護氣簾裝置包括開有細口的氣管，該氣管設置在所述的噴嘴與銅模相連處， 且其一端還與一高壓保護氣瓶相連接。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓鑄大塊非晶合金的裝置，其特征在于所述的 壓射裝置通過圃定裝置和夾具設置在所述的加熱容器內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開了一種壓鑄大塊非晶合金的裝置，它包括銅模、加熱容器、噴嘴和壓射裝置，其中，加熱容器上設有加料口，噴嘴與銅模的型腔相連通，壓射裝置固定在加熱容器中，噴嘴與壓射裝置相連通。采用這樣的結(jié)構(gòu)以后，本實用新型可以用于鑄造生產(chǎn)體積較大和結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品。另外，由于省去了真空裝置，不僅降低了成本，還使得本實用新型操作起來更為方便和簡單，能有效的提高生產(chǎn)效率，進而能更好的適應于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的需求。
文檔編號B22D17/02GK201023131SQ20072011937
公開日2008年2月20日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者肖美群 申請人:比亞迪股份有限公司