[发明专利]一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模及其制备方法

说明书

本发明公开了一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，包括铜模本体，铜模本体包括若干块截面为扇形且可构成圆柱体的分铜模，分铜模的两端具有螺纹，铜模本体通过固定螺母将分铜模固定为整体铜模，铜模本体的纵向轴心处开设有型腔，铜模本体的上端开设有与型腔连通的熔炼凹腔，熔炼凹腔和型腔之间连通有吸铸口，铜模本体的下端开设有通气口，通气口与型腔之间具有安装槽，安装槽内安装有从上至下依次减缩且上端面与型腔下端面具有间隙的挡料块，挡料块的外侧壁上具有连通型腔和通气口的通气道。该铜模在吸铸过程中既能保持良好的通气又能防止漏料。本发明还公开了一种制备上述真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的制备方法。

技术领域

本发明涉及功能材料、材料加工、材料成型与制备等多个领域，特别是涉及一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模。此外，本发明还涉及一种制备上述真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的制备方法。

背景技术

大块非晶合金非晶合金具备许多优异性能，如高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等。大块体非晶合金材料的迅速发展，为材料科研工作者和工业界研究开发高性能的功能材料和结构材料提供了十分重要的机会和巨大的开拓空间。目前，块体非晶合金的研究方向主要集中在制备、性能和稳定性方面，而它的一个制备方法主要采用的是铜模真空吸铸法。制备大块非晶合金最普遍、最实用的方法就是真空吸铸法。该方法最大一个优势在于其工艺过程中控制因素比较少，只有熔体温度、吸入速度等，所以能相对简便地制备出块体非晶合金。其制备的工艺过程是：首先，将熔化腔抽成真空，并在充入氩气做保护气体的情况下，利用电弧熔炼的方法将配置完好的母合金融化，要重复融化3-5次，待其熔化均匀后，再利用熔化腔与铜模之间的产生的气压差，将融化态母合金吸入铜模；由于铜模及其外侧循环冷却水的共同作用下产生极大的冷却速率，使得液态母合金迅速冷却，从而来制备出所需要的大块非晶合金。

然而，目前我们所用的铜模真空吸铸法制备大块非晶合金时，铜模底部加工的螺纹孔与螺钉之间的配合使得在使用过程中经常一些问题，比如：当螺纹孔与螺钉过盈或过渡配合时，吸铸过程中会由于通气不畅而导致液态母合金充型不完整或空心化等问题；当螺纹孔与螺钉间隙配合时，若间隙过大会导致吸铸过程中螺钉容易脱落，这样可能会漏料导致吸铸管道堵塞，从而使得设备损坏或漏气严重，而当间隙比较合适时又会给我们的加工要求增加一定的难度。

综上所述，如何提供一种铜模使其在吸铸过程中既能保持良好的通气又能防止漏料，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，该真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模在吸铸过程中既能保持良好的通气又能防止漏料；本发明的另一目的是提供一种制备上述真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，包括铜模本体，所述铜模本体包括若干块截面为扇形且可构成圆柱体的分铜模，所述分铜模的两端具有螺纹，所述铜模本体通过固定螺母将所述分铜模固定为整体铜模，所述铜模本体的纵向轴心处开设有型腔，所述铜模本体的上端开设有与所述型腔连通的熔炼凹腔，所述熔炼凹腔和所述型腔之间连通有吸铸口，所述铜模本体的下端开设有通气口，所述通气口与所述型腔之间具有安装槽，所述安装槽内安装有从上至下依次减缩且上端面与所述型腔下端面具有间隙的挡料块，所述挡料块的外侧壁上具有连通所述型腔和所述通气口的通气道。

优选地，所述挡料块为圆台，所述挡料块的上部外侧壁处和下部外侧壁处具有周向间断分布的台阶面，所述台阶面的外侧与所述安装槽的内壁接触。

优选地，所述挡料块的上部台阶面和所述挡料块的下部台阶面错开分布。

优选地，所述台阶面的厚度为0.5-0.7mm，所述挡料块上端面与所述型腔下端面的间隙大小为0.2-0.5mm。

优选地，所述铜模本体包括两块对称的半铜模。