[实用新型]非晶合金构件铸造成型设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及非晶合金成型技术领域，具体涉及一种非晶合金构件铸造成型设备。

背景技术

块状非晶合金由于其具有独特的长程无序、短程有序的原子排列结构，表现出一系列优异的物理、化学和力学性能，如高强度、高弹性、高断裂韧性、高比强度、超塑性、高耐蚀性、突出的磁特性、优良的成型性等，从而越来越被广泛的应用在航空、航天以及民用领域。目前，非晶合金应用最为成功的性能是其突出的软磁特性，这方面取得了惊人的进步和极大的效益。以非晶合金作为磁性部件的小型发动机以及变压器在商业上已经取得初步的成功。Zr基非晶合金所具有的高弹性，使得其被作为结构件成功应用到了高尔夫球杆的顶端，网球拍等体育用品之上，非晶合金优异的成型性及超塑性使得它可以被用来制备微小、精密的器件，例如精密微型齿轮和轴承。另外，非晶合金还往往被用作涂层材料、光学材料和电极材料。

随着大块非晶应用的日益广泛，非晶合金的加工和成型工艺也逐渐的受到了广泛的关注，从而为非晶合金进一步发展铺平了道路。例如非晶合金的焊接、切削、精密铸造等等。在铸造技术中，当每次成型的所有动作完成后，要实现原材料的进给，必然要破坏主腔室的真空，或者造成气体的大量浪费，这样会导致非晶合金工件每次工作周期的延长和生产效率的降低。此外，模具为了实现真空条件下的成型，添加了密封圈，因而导致在充型过程中，模腔周围没有排气孔，使得在非晶合金构件的表面容易形成气孔或者缩孔。此外，已报道的技术中，其真空腔室或者保护气氛腔室都需要一段时间进行抽取真空，或者充入具有一定压力的气体，这些都导致非晶合金构件成型效率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非晶合金构件铸造成型设备，采用该铸造成型设备进行非晶合金构件的制备，能够有效提高非晶合金构件的成型效率和成成型质量。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种非晶合金构件铸造成型设备，包括压射系统、合金熔炼系统、原材料进给系统、模具系统、真空系统和及保护气氛系统，其中：

合金熔炼系统：用于合金的熔炼，设于真空室中，包括熔炼坩埚和加热装置，所述加热装置采用感应线圈或者电阻丝对熔炼坩埚加热；所述加热装置设于熔炼坩埚外；

压射系统：包括压射筒、压射机构、压射杆和设于压射杆末端的压射活塞，所述压射机构通过压射杆控制压射活塞在压射筒内的运动，压射筒上设有浇口；所述压射杆、压射筒和压射活塞设于真空室内，所述压射机构设于真空室外，所述压射杆与真空室之间采用波纹管实现真空密封，有效降低动态密封结构的漏气概率；

原材料进给系统：包括储料箱、送料滑道和送料杆，储料箱位于真空室中，储料箱底部设有弹簧片，使得储料箱内合金料能够向上移动；通过送料杆将合金料经过送料滑道送入熔炼坩埚中；所述储料箱顶部设置盖体，加入合金料后，盖体固定在储料箱上（对合金料顶端起到限位作用），储料箱的侧壁上部设置相对应的孔，送料杆通过储料箱上的孔将合金料送入熔炼坩埚中；

模具系统：包括定模、密封圈、动模、模腔、排气通道、定压单向阀门、模具浇道和合模开模机构；其中：合模开模机构用于控制动模和定模的开合，动模和定模闭合后，其内形成模腔，模腔通过模具浇道与压射筒实现连通，模腔通过排气通道实现与外界连通，排气通道末端设有定压单向阀门，动模和定模之间通过密封圈实现密封；

真空系统：包括真空机组和真空罐体，真空机组通过阀门Ⅱ连接真空罐体，真空罐体通过管道连接真空室，所述真空罐体连接真空室的管道上设有阀门Ⅲ；

保护气氛系统：包括保护气氛气瓶以及与之相连接的储气罐，储气罐再通过管道连接到真空室；所述保护气氛气瓶与储气罐相连接的管道上设有阀门Ⅰ，储气罐连接真空室的管道上设有阀门Ⅳ。

所述送料杆将合金料送入熔炼坩埚中，加热熔化后的合金料通过浇口进入压射筒内。

所述真空室上设有用于测量熔炼坩埚中合金液温度的红外测温仪以及监控合金熔化状态的摄像头。

所述铸造成型设备还设有控制面板，用于对动模和定模的开合控制、加热装置的温度控制和压射杆的运动控制。

所述铸造成型设备能够根据实际需求在真空或者正压气氛下进行工作。

所述保护气氛气瓶内装有惰性气体。

所述模具系统中的定压单向阀门安装在在定模和/或动模上，定压单向阀门的数量为一个或多个，数目根据工件的尺寸和形状进行确定。

所述熔炼坩埚为三氧化二铝材质或氮化硼材质；或者，熔炼坩埚为带有陶瓷涂层的石墨坩埚。

利用上述设备进行非晶合金构件铸造成型工艺，包括以下步骤：