[发明专利]非晶合金粉末高致密热塑成型方法

说明书

本发明公开了一种非晶合金粉末高致密热塑成型方法，包括以下步骤：S1、称取一定量的非晶合金粉末；S2、将非晶合金粉末放入预成型模具中；S3、采用放电等离子烧结技术将非晶合金粉末烧结成型，获得非晶合金坯料；S4、将非晶合金坯料放入成型模具的加热腔中进行快速加热，待非晶合金坯料加热至非晶热塑性区温度时，对非晶合金坯料进行挤压，使非晶合金坯料进入成型模具的成型腔中，待近终型产品成型后，进行冷却。本发明能够对非晶合金粉末进行适当称取，避免浪费，能够根据最终产品的形状，先将非晶合金粉末预成型为特定的非晶合金坯料，提高了近终型产品的成型效果，适合于成型精细尺寸的非晶合金产品，利用非晶热塑成型技术，有利于提高产品的致密度。

技术领域

本发明属于非晶合金技术领域，具体涉及一种非晶合金粉末高致密热塑成型方法。

背景技术

非晶合金由于具有优异的力学、电磁和耐腐蚀等性能，受到广泛关注和应用。为了获得非晶组织结构，至少需要在10³K/s以上的冷却速率下进行非晶合金的凝固成型。传统制备工艺条件下，由于冷却速率的限制，无法实现块体非晶合金产品批量性生产，目前仅能实现非晶丝、非晶带材等产品工业规模化生产。

粉末冶金工艺是以粉末为原料，通过成型、烧结以及后续处理得到产品的一种零部件冶金成型技术。为了制备块体非晶合金产品，人们通过球磨等工艺技术制备非晶合金粉末，然后利用粉末冶金技术来制备块体非晶合金，主要包括热压法、等离子烧结法、爆炸成型法、电脉冲烧结法以及微波烧结法等。但粉末冶金成型工艺成型的产品，在致密度(88％-96％)和微观组织方面存在不足，性能远远低于熔炼凝固成型工艺制品。另外，由于粉末的流动性有限，传统粉末成型工艺制造出的零部件形状都比较简单，产品尺寸精度较低，无法制造形状复杂的近终型零部件，无法满足3C等行业越来越精细，结构越来越复杂的零部件产品需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种非晶合金粉末高致密热塑成型方法，该非晶合金粉末高致密热塑成型方法具有始于加工精细尺寸产品，且成型的产品致密度较高的优点。

根据本发明实施例的非晶合金粉末高致密热塑成型方法，包括以下步骤：S1、称取一定量的非晶合金粉末；S2、将非晶合金粉末放入预成型模具中；S3、采用放电等离子烧结技术将非晶合金粉末烧结成型，获得非晶合金坯料；S4、将非晶合金坯料放入成型模具的加热腔中进行快速加热，待非晶合金坯料加热至非晶热塑性区温度时，对非晶合金坯料进行挤压，使非晶合金坯料进入成型模具的成型腔中，待近终型产品成型后，进行冷却。

本发明的有益效果是，本发明先将非晶合金粉末进行预成型，形成非晶合金坯料后，利用非晶合金在过冷液相区的超塑性变形能力对非晶合金坯料进行热压，成型为近终型产品。本发明利用了粉末冶金工艺预成型和非晶超塑性成型优势，克服了粉末成型的致密度和尺寸精度较差的问题，易于实现块体非晶合金产品的工业批量化生产，值得推广和应用。

根据本发明一个实施例，所述S1中，非晶合金粉末的粒径为10～50μm，△T≥50℃。

根据本发明一个实施例，所述S3中，在进行放电等离子烧结前，需要将非晶合金粉末以10-150℃/s的升温速度加热至300-500℃，在进行放电等离子烧结的同时，需要施加100-300MPa的预成型压力。

根据本发明一个实施例，所述S3中，预成型过程需要在真空状态或氩气气氛保护状态下进行。

根据本发明一个实施例，所述S4中，加热腔与成型腔通过流道相连通。

根据本发明一个实施例，所述S4中，加热腔的一端设有第一电极，且加热腔的一端与流道相连通，加热腔的另一端设有第二电极，非晶合金坯料位于第一电极与第二电极之间，通过驱动第二电极靠近第一电极，以将非晶合金坯料从加热腔通过流道压入成型腔。