[实用新型]一种非晶合金热挤压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及非晶合金连接领域，尤其涉及一种非晶合金热挤压装置。

背景技术

非晶合金是20世纪材料领域的重大发现，材料内部原子排列呈长程无序短程有序结构，没有位错和晶界等缺陷。这种独特的结构使得非晶合金具有高强度、超塑性、高弹性、高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性能。在航空航天、精密仪器、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。

然而非晶合金在应用中面临两个问题：一是制品尺寸的限制，非晶合金的成分设计一直没有成熟、定量的理论，满足工程需要的大尺寸非晶合金制品的制备非常困难。二是与结构和性能完全不同的非晶合金的结合使用。因此，非晶合金的连接研究尤为重要，成为制备大块非晶合金并扩大其工程应用范围的一个重要方法。

在众多非晶体系中，锆基非晶凭借其强大的玻璃形成能力(GFA)和宽的过冷液相区以及一系列优异的力学性能脱颖而出，成为研究和应用最为广泛的非晶合金。

现有技术中，关于非晶合金连接的技术主要有黏接和焊接方法。关于黏合方法，首先黏合剂的选择很受限制，再者黏接得到的连接接口强度并不理想，在环境光、热、湿气等因素下，黏合剂会产生老化断裂等现象。非晶合金的焊接主要采用两种方法：一是液相连接，如爆炸焊、电火花焊、电子束焊、激光焊等，这类连接方法依靠高能量密度的焊接方法，将非晶合金迅速加热至熔点以上，快速冷却形成接口。二是固相连接，如摩擦焊、冷轧焊、电阻焊和超声波焊等，现有非晶合金有采用电阻焊接方法，具体通过一种非晶合金与工件触接后，利用连接电极施加压力，并通过电流所产生的电阻热将所述非晶合金和所述焊接工件焊接在一起的连接方法。所述方法挤压力过小，且挤压温度难以控制。也有利用超声波焊接方法，还有一种将块体非晶合金棒坯封闭于包套中共同加热到过冷液相区，然后将工件转入液态挤压机模腔，挤压获得带有包套的块体非晶坯件的方法。

实用新型内容

本实用新型第一目的是提供一种非晶合金热挤压装置，该装置可以有效降低成型力，有效校直成型工件，通过凹模拼块和夹紧装置的配合，实现拆卸方便的同时防止挤压飞边的产生，提高成型精度。

为了达成上述目的，本实用新型提供的第一个技术方案：

一种非晶合金热挤压装置，包括：

凸模和带有挤压腔的凹模，在挤压腔内设置非晶合金与异质合金，凸模在外力作用下对挤压腔内的非晶合金与异质合金进行挤压，凹模内设置用于对非晶合金与异质合金进行加热的电热元件，非晶合金与异质合金受热后在凸模的挤压作用下进入到成型腔内成型，成型腔的体积小于挤压腔的体积，电热元件可以设于凹模内或者凹模外，本实用新型中非晶合金针对的主要是锆基非晶，挤压腔的底部逐渐收缩，成型腔的形状与工件的形状相同。

上述适用于非晶合金的热挤压装置，无需采用现有技术中的焊接方案，成型速度快，挤压温度通过电热元件实现控制，较为方便地对挤压温度进行控制，凸模与凹模在挤压腔内实现非晶合金和异质合金的连接，弥补非晶合金由于室温脆性而产生的缺憾，如对非晶合金不能进行攻丝的问题。此外，经过大塑性变形，可以使铝/镁合金得到细晶强化。同时，铝/镁合金致密度小，异质结合后，使得非晶制品更满足轻量化要求。

其中，所述凹模包括至少两个拼块，拼块以模具中轴线进行拼合，拼块拼装形成所述的挤压腔，通过拼装挤压腔的设置，便于成型冷却后，拆开凹模取出成型件，避免损坏成型件，为了确保挤压成型效果，在所述凹模的外部套有用于环向挤压凹模的夹紧套，夹紧套对拼装的凹模起到一个挤压作用，夹紧套采用和凹模相同的材料，优选地，凹模和夹紧套采用热作模具钢H13。

优选地，挤压腔为圆柱形状，挤压腔的底部呈锥形形状，成型腔内部的形状与预计成型件的形状相匹配，如可以是长条状。

所述凹模为倒圆台形状，这样凹模的外壁与夹紧套内壁采用锥形面方式进行结合，保证贴合效果，二者贴合面切线与所述模具中轴线具有3°-5°的夹角；

所述夹紧套内部与所述凹模紧密贴合。

所述的热挤压装置还包括设于所述凹模上部的用于从上方挤压凹模的紧固压板，紧固压板中部开有用于凸模穿过的通孔，通孔直径小于所述凹模上表面直径，以保证紧固压板的下压作用；

进一步地，所述夹紧套与所述的紧固压板之间设有连接件，连接件为螺栓，在夹紧套上设置盲孔作为螺栓的插入孔，在凹模的各拼块上均开有一盲孔。