CN102527982A - 非晶合金压铸设备及非晶合金压铸工艺 - Google Patents

非晶合金压铸设备及非晶合金压铸工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非晶合金压铸设备及非晶合金压铸工艺，所述非晶合金压铸设备包括：可闭合和可打开的定模和动模且闭合时在它们之间限定出模腔；内限定有封闭腔室的封闭仓且封闭仓具有送料口；与封闭仓相连用于向封闭腔室内供给保护气体的保护气体供给装置且封闭腔室内的保护气体为正压；设在封闭仓内的熔化容器；与模腔连通且具有熔体入口的压射筒，压射筒内设有用于将熔融非晶合金熔体喷射到模腔内的压射塞；驱动装置；和有害气体净化装置，有害气体净化装置与封闭仓相连用于净化封闭腔室内的有害气体。根据本发明实施例的非晶合金压铸设备，结构简单，采用正压保护气体，无需建立高真空度，降低了制造成本和维护成本。

Description

非晶合金压铸设备及非晶合金压铸工艺
技术领域
本发明涉及一种非晶合金压铸设备和非晶合金压铸工艺。
背景技术
非晶合金材料也被称作金属玻璃，由于组成合金的原子无序的独特排列结构，而具有不同于普通结晶态金属材料的优异的物理、化学性质，例如高屈服强度、高硬度、超弹性(高弹性极限)、高耐磨损性、高耐腐蚀性等。
同时，非晶合金由于特殊的结构和化学性质还具有优异的铸造性能。非晶合金在成型过程中由于要形成非晶态结构，因此需要防止异质形核出现。由于非晶合金通常含有活泼性元素，如锆、铝、镁、钛、稀土等元素，因此容易与非金属气体元素发生反应形成异质形核点，而导致很难获得非晶态结构或者大大降低非晶合金的临界尺寸。
美国专利US6021840提出了真空压铸技术，该技术通过形成真空避免非晶合金熔体和成型过程中合金元素的氧化。然而，真空技术的应用，尤其高真空环境气氛的建立，例如在美国专利US6021840中，真空度甚至高达1000um汞柱，为了获得高真空度，一方面增加了设备成本，另一方面延长了非晶合金的铸造周期，降低了生产效率。同时，真空系统需要复杂的封闭系统来维持，封闭系统极大地影响了工人操作的连续性和方便性，增加了生产的难度。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种非晶合金压铸设备，该压铸设备结构简单，采用正压保护气体，无需建立高真空度，降低了制造成本和维护成本。
本发明的另一目的在于提出一种非晶合金压铸工艺，该工艺操作简单，成本低，周期短，效率高。
根据本发明第一方面实施例的非晶合金压铸设备，包括：定模和动模，所述定模和动模可闭合和可打开，所述定模和动模闭合时在它们之间限定出模腔；封闭仓，所述封闭仓内限定有封闭腔室且所述封闭仓具有送料口；保护气体供给装置，所述保护气体供给装置与所述封闭仓相连用于向所述封闭腔室内供给保护气体且所述封闭腔室内的保护气体为正压；熔化容器，所述熔化容器设在所述封闭仓内，用于接纳和熔化从所述送料口加入的非晶合金；压射筒，所述压射筒与所述模腔连通且具有熔体入口，所述压射筒内设有用于将所述熔融非晶合金熔体喷射到所述模腔内的压射塞；驱动装置，所述驱动装置与所述压射塞相连用于驱动所述压射塞在所述压射筒内移动；和有害气体净化装置，所述有害气体净化装置与所述封闭仓相连用于净化所述封闭腔室内的有害气体。
根据本发明实施例的非晶合金压铸设备，通过设置有保护气体供给装置和有害气体净化装置，当有害气体净化装置对封闭腔室内的有害气体进行净化后，保护气体供给装置向封闭腔室内输送保护气体且使得封闭腔室内的保护气体保持为正压，使得在打开送料口向熔化容器内投料时或从取件口取件时都不会导致外界空气进入封闭腔室内，有效的隔绝了非晶合金熔体与空气的接触，避免非晶合金熔体与有害气体元素发生反应形成异质形核点而导致很难获得非晶态结构或者大大降低非晶合金的临界尺寸，而且无需对封闭腔室反复进行抽真空导致的生产周期的延长和生产成本的提高，实现了连续生产，提高了生产率，降低了生产成本，且压铸设备结构简单，采用正压保护气体，无需建立非常高的真空度，降低了制造成本和维护成本。
根据本发明的一个实施例，所述有害气体净化装置为抽真空装置和气体净化器中的一种或它们的组合。由此，便于维持封闭腔室内的有害气体的浓度。
具体地，所述有害气体为N2、O2、H2O、CO2中的至少一种。
在本发明的一个实施例中，所述非晶合金压铸设备构造为卧式，其中所述定模和动模设在所述封闭仓外面。
在本发明的另一个实施例中，所述非晶合金压铸设备构造为立式，其中所述定模和动模设在所述封闭仓内部。
根据本发明的一个实施例，所述定模和动模之间设有真空密封件，从而保证模腔的密闭性。
根据本发明的一个实施例，所述压射筒通过设在所述定模上的连通通道与所述模腔连通，因此，结构简单且避免了熔融非晶合金熔体从压射筒运送到模腔过程中泄露。
在本发明的一个实施例中，所述保护气体为惰性气体中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述封闭腔室内的保护气体压力介于1个大气压与1.1个大气压之间。由此，从而保证在打开送料口往熔化容器投料时或者从取件口取件时都不会导致外界空气进入封闭腔室中。
在本发明的一个实施例中，所述保护气体的密度大于等于空气密度，从而在打开送料口往熔化容器投料或者从取件口取件时，密度较大的保护气体不会过多的从送料口和取件口溢出，且不会导致外界空气进入封闭腔室。
在本发明的一个实施例，所述熔化容器包括坩埚和用于加热所述坩埚的加热装置。
具体地，所述加热装置为感应加热装置、电弧加热装置和电阻加热装置中的一种。
根据本发明进一步的实施例，非晶合金压铸设备还包括模腔抽真空装置，所述模腔抽真空装置与所述模腔相连用于对所述模腔抽真空。通过进一步降低模腔内的有害气体浓度和提高压铸过程中的气体排气，进一步隔绝了非晶合金熔体与有害气体的接触，避免非晶合金熔体与有害气体元素发生反应形成异质形核点而导致很难获得非晶态结构或者大大降低非晶合金的临界尺寸，且减小了非晶合金压铸件的气孔率，改善了材料性能。
根据本发明第二方面实施例的一种非晶合金压铸工艺，包括以下步骤：对非晶合金压铸设备的封闭仓的封闭腔室进行净化，以使所述封闭腔室内的有害气体的浓度低于预定浓度；向所述封闭腔室内供给保护气体且使所述封闭腔室内的保护气体保持为正压；从所述封闭腔室上的送料口将非晶合金送入位于所述封闭腔室内的熔化容器内进行熔化，得到熔融的非晶合金，且在通过所述送料口向所述熔化容器内送料时所述封闭腔室内的保护气体从所述送料口溢出；将所述熔融的非晶合金从所述熔化容器加入到压射筒内；从所述压射筒内将所述熔融的非晶合金压射到由所述非晶合金压铸设备的定模和动模限定出的模腔内成型；和打开所述定模和动模以从所述非金合金压铸设备的取件口取出成型的非晶合金产品，且在取出所述非晶合金产品时所述封闭腔室内的一部分保护气体从所述取件口溢出。
根据本发明实施例的非晶合金压铸工艺，通过对封闭腔室进行净化后再通入保护气体且使得封闭腔室内的保护气体保持为正压，有害气体浓度低于预定浓度，且在打开送料口往熔化容器投料和打开取件口取出成型的非金合金产品时，都会有一部分保护气体溢出，从而不会导致外界空气从送料口和取件口进入到封闭腔室内，避免了熔化容器内的非晶合金熔化时与有害气体发生反应而产生异质形核点，而导致很难获得非晶态结构或者大大减低非晶合金的临界尺寸。由于封闭腔室内的保护气体保持为正压，且在向封闭腔室内送料和取出压铸件时并不破坏封闭腔室内的气氛环境，同时由净化系统维持封闭腔室内可能出现的超标的有害气体，因此无需反复地对封闭腔室抽真空，也无需对封闭腔室建立非常高的真空度，因此提高了压铸效率，降低了生产成本。而且送料口可以随时打开和关闭进行投料，提高压铸效率和降低生产成本。
根据本发明的一个实施例，所述净化包括利用抽真空装置对所述封闭腔室抽真空和利用气体净化器对所述封闭腔室内的气体进行净化中的至少一种。由此，便于控制和维持有害气体的浓度符合工艺要求。
在本发明的一个实施例中，所述封闭腔室内的保护气体压力介于1个大气压与1.1个大气压之间的正压。由此，保证了在打开送料口往熔化容器投料时或者从取件口取件时都不会导致外界空气的引入而污染封闭腔室中的保护气体。
可选地，所述保护气体为惰性气体中的一种或多种。由此，避免了非晶合金熔体与有害气体发生反应。
根据本发明的一个实施例，所述保护气体的密度大于等于空气密度。由此，在打开送料口往熔化容器投料或者从取件口取件时，密度较大的保护气体由于重力的作用不会过多的从送料口和取件口溢出，且不会导致外界空气的流入封闭腔室。
根据本发明的一个实施例，所述非晶合金为ZraAlbCucMd，其中M为Nb、Sc、Ta、Ni、Co、Y、Ag、Fe、Sn、Hf、Ti、Be及稀土元素中的一种或几种元素；a、b、c、d为原子百分数，30≤a≤70，5≤b≤35，5≤c≤40，5≤d≤30。由此，该非晶合金具有一定的有害气体抵抗能力和大的临界尺寸，便于非晶合金高质量铸件的获得。
进一步地，所述非晶合金中含有杂质元素，其中以原子百分数计，所述杂质元素的含量不高于5％。
根据本发明的一个实施例，所述封闭腔室内的有害气体的浓度均低于10000ppm。
根据本发明的另一个实施例，所述封闭腔室内的有害气体的浓度均低于1000ppm。
根据本发明的进一步实施例，非晶合金压铸工艺还包括在将所述熔融的非晶合金压射到所述模腔之前对所述模腔进行抽真空。由此，进一步降低了模腔内的有害气体浓度和提高了压铸过程中熔体的排气的效率，从而进一步隔绝了非晶合金熔体与空气的接触，避免非晶合金熔体与有害气体元素发生反应形成异质形核点而导致很难获得非晶态结构或者大大降低非晶合金的临界尺寸，且减小了非晶合金压铸件的气孔率，提高了铸件质量。
在本发明的一个实施例中，所述取件口和送料口交替打开。由此，可有效的防止封闭腔室中的保护气体和外界空气出现气体对流而进入封闭腔室。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的立式非晶合金压铸设备的示意图；
图2是根据本发明另一实施例的卧式非晶合金压铸设备的示意图；和
图3是根据本发明实施例的非晶合金压铸工艺的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的非晶合金压铸设备100，根据本发明实施例的非晶合金压铸设备100用于将非晶合金压铸成型，然而，需要理解的是，根据本发明实施例的非晶合金压铸设备100也可以压铸与非晶合金具有类似性质的活泼金属，例如钛合金、镁合金等。
根据本发明实施例的非晶合金压铸设备100，包括：定模1、动模2、封闭仓4、保护气体供给装置(图未示出)、熔化容器5、压射筒6、驱动装置8和有害气体净化装置10。
具体地，定模1和动模2可闭合和可打开，定模1和动模2闭合时在它们之间限定出模腔3。封闭仓4内限定有封闭腔室40且封闭仓4具有送料口41以向封闭仓4内输送非晶合金。保护气体供给装置与封闭仓4相连用于向封闭腔室40内供给保护气体且封闭腔室40内的保护气体为正压，可以有效地防止外界有害气体进入到封闭腔室40内，可选地，保护气体为惰性气体的一种或多种，例如是氦、氖、氩、氪、氙、氡中的一种或多种组合。
熔化容器5设在封闭仓4内，用于接纳和熔化从送料口41加入的非晶合金。压射筒6与模腔3连通且具有熔体入口60，压射筒6内设有用于将熔融非晶合金熔体喷射到模腔3内的压射塞7。驱动装置8与压射塞7相连用于驱动压射塞7在压射筒6内移动，使得压射塞7将压射筒6内的熔融非晶合金熔体喷射到模腔3内进行压铸成型。有害气体净化装置10与封闭仓4相连用于净化封闭腔室40内的有害气体，具体地，有害气体为N2、O2、H2O、CO2中的至少一种。在本发明的一个示例中，非晶合金压铸设备100还包括取件口13，用于取出压铸成型的非晶合金。需要理解的是，当根据本发明实施例的非晶合金压铸设备100为立式压铸设备时，取件口13形成在封闭仓4上(如图1所示)，当根据本发明实施例的非晶合金压铸设备100为卧式压铸设备时，取件口13形成在定模1和/或动模2上(如图2所示)，这将在下面详细描述。
在压铸时，首先，定模1和动模2合上形成模腔3，有害气体净化装置10净化封闭腔室40内的有害气体，使得封闭腔室40内的有害气体浓度低于预定浓度，然后保护气体供给装置向封闭腔室40内供给保护气体且使封闭腔室40内的保护气体保持为正压，再将非晶合金从送料口41送入到熔化容器5内，关闭送料口41，非晶合金在熔化容器5内熔化后从熔体入口60进入到压射筒6内，然后驱动装置8驱动压射塞7将压射筒6内的熔融非晶合金熔体喷射到模腔3内，熔融非晶合金熔体在模腔3内压铸成型，最后定模1和动模2打开，操作人员从取件口13取出压铸成型的非晶合金。
根据本发明实施例的非晶合金压铸设备100，通过设置有保护气体供给装置和有害气体净化装置10，当有害气体净化装置10对封闭腔室40内的有害气体进行净化后，保护气体供给装置往封闭腔室40内注入保护气体且使得封闭腔室40内的保护气体保持为正压，使得在打开送料口41向熔化容器5内投料时或从取件口13取件时都不会导致外界空气的引入封闭腔室40内，有效的隔绝了非晶合金熔体与空气的接触，避免非晶合金熔体与有害气体元素发生反应形成异质形核点而导致很难获得非晶态结构或者大大降低非晶合金的临界尺寸，且无需对封闭腔室40反复进行抽真空导致，缩短了生产周期，实现了连续生产，提高了生产率，降低了生产成本，且根据本发明实施例的压铸设备结构简单，通过采用正压保护气体，无需建立高真空度，进一步降低了制造成本和维护成本。
在本发明的一些实施例中如图1和图2所示，有害气体净化装置10为抽真空装置101和气体净化器102中的一种或它们的组合，在图1的示例中，有害气体净化装置10为抽真空装置101和气体净化器102的组合，此时，在对封闭腔室40的有害气体进行净化时，可先对封闭腔室40内进行抽真空，然后由保护气体供给装置往封闭腔室40内充入保护气体，再通过气体净化器102对封闭腔室40内的残留有害气体进行循环处理，以便控制和维持有害气体的浓度符合工艺要求，大大减少了对保护气体的需求量，降低了生产成本，同时提高了有害气体净化装置的使用寿命。
当然本发明不限于此，有害气体净化装置10还可以只为抽真空装置101，此时可以对封闭腔室40内进行抽真空后再充入保护气体，便于维持封闭腔室40内的有害气体的浓度。有害气体净化装置10还可以只为气体净化器102，此时可通过气体净化器102对封闭腔室40内的有害气体进行循环净化后，再对封闭腔室40内充入保护气体，便于降低封闭腔室40内的有害气体的浓度。
如图2所示，在发明的一些实施例中，非晶合金压铸设备100构造为卧式，其中定模1和动模2设在封闭仓4外面。
如图2所示，定模1和动模2设置在封闭仓4的左侧且沿从左到右的方向水平设置，压射筒6设置在定模1的右侧，且压射筒6的右端位于封闭腔室40内且左端伸出封闭腔室40与模腔3相通，压射塞7可在压射筒6内左右移动以将压射筒6内熔融非晶合金熔体喷射到模腔3内。取件口13设置动模2上且面对压射筒6的左端，在从模腔3内取件(即取出压铸好的非晶合金产品时)，保护气体在重力作用下可从取件口13部分溢出，而外界空气不会从取件口13进入封闭腔室40内。
在本发明的另一些实施例中，如图1所示，非晶合金压铸设备100构造为立式，其中定模1和动模2设在封闭仓4内部。
如图1所示，定模1和动模2沿从下到上的方向竖直设置在封闭仓4内部，压射筒6设置在定模1的下侧且与模腔3相通，压射塞7可在压射筒6内上下移动以将压射筒6内熔融非晶合金熔体喷射到模腔3内。取件口13位于封闭腔室40的右上部，当然本发明不限于此，取件口13还可以位于封闭腔室40的左上部(图未示出)或者顶部(图未示出)，此时由于保护气体重力的作用可以有效的防止外界空气进入封闭腔室40。
根据本发明的一些实施例，如图2所示，定模1和动模2之间设有真空密封件11，从而提高模腔3的密闭性能。
在本发明的一个实施例中，压射筒6可以通过设在定模1上的连通通道(图未示出)与模腔3连通。
在本发明的一些实施例中封闭腔室40内的保护气体压力介于1个大气压与1.1个大气压之间，从而保证在打开送料口41往熔化容器5投料时或者从取件口13取件时都不会导致外界空气的引入而污染封闭腔室40中的保护气体。优选地，保护气体的密度大于等于空气密度，从而在打开送料口41往熔化容器5投料或者从取件口13取件时，密度较大的保护气体由于重力的作用不会过多的从送料口41和取件口13溢出，且不会导致外界空气的流入，可有效的防止保护气体被外界空气污染。
在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，熔化容器5包括坩埚50和用于加热坩埚50的加热装置51。具体地，加热装置51为感应加热装置、电弧加热装置和电阻加热装置中的一种。
优选地，非晶合金压铸设备100还包括模腔抽真空装置12，模腔抽真空装置12与模腔3相连用于对模腔3抽真空，进一步降低模腔3内的有害气体浓度和提高了压铸过程中的排气效率，进一步隔绝了非晶合金熔体与空气的接触，避免非晶合金熔体与有害气体元素发生反应形成异质形核点而导致很难获得非晶态结构或者大大降低非晶合金的临界尺寸，且减小了非晶合金压铸件的气孔率，提高了铸件质量。
根据本发明实施例的非晶合金压铸设备100的其他结构和操作对于本领域的技术人员可以都是已知的，这里不再详细描述。
下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的非晶合金压铸工艺。
根据本发明实施例的非晶合金压铸工艺可以利用图1所示的立式压铸设备进行，也可以利用图2所示的卧式压铸设备进行。根据本发明实施例的非晶合金压铸工艺包括以下步骤：
首先，可以对非晶合金压铸设备100的封闭仓4的封闭腔室40进行净化，以使封闭腔室40内的有害气体的浓度低于预定浓度。
接下来，向封闭腔室40内供给保护气体且使封闭腔室40内的保护气体保持为正压。
然后，从封闭腔室40上的送料口41将非晶合金送入位于封闭腔室40内的熔化容器5内进行熔化，得到熔融的非晶合金，其中在通过送料口41向熔化容器5内送料时封闭腔室40内的保护气体从送料口41部分溢出，从而可以有效地避免外界空气进入封闭腔室40。
将熔融的非晶合金从熔化容器5加入到压射筒6内。接下来，从压射筒6内将熔融的非晶合金压射到由非晶合金压铸设备100的定模1和动模2限定出的模腔3内成型。
最后，打开定模1和动模2以从非金合金压铸设备100的取件口13取出成型的非晶合金产品，且在取出非晶合金产品时封闭腔室40内的一部分保护气体从取件口13溢出。
需要理解的是，上述压铸过程可以是连续进行的，例如在从压射筒6内将熔融的非晶合金压射到模腔3内时，可以同时向熔化容器5内加料。
根据本发明实施例的非晶合金压铸工艺，通过对封闭腔室40进行净化后再通入保护气体且使得封闭腔室40内的保护气体保持为正压，有害气体浓度低于预定浓度，且在打开送料口41往熔化容器5投料和打开取件口13取出成型的非金合金产品时，都会有一部分保护气体溢出，从而不会导致外界空气从送料口41和取件口13进入到封闭腔室40内，从而避免熔化容器5内的非晶合金熔化时与有害气体发生反应而产生异质形核点，而导致很难获得非晶态结构或者大大减低非晶合金的临界尺寸，由于封闭腔室40内的保护气体保持为正压，无需反复地对封闭腔室抽真空，也无需对封闭腔室建立非常高的真空度，因此提高了压铸效率，降低了生产成本。而且送料口可以随时打开和关闭进行投料，提高压铸效率和降低生产成本。
在本发明的一些实施例中净化包括利用抽真空装置101对封闭腔室40抽真空和利用气体净化器102对封闭腔室40内的气体进行净化中的至少一种。在如图1和图2的示例中，对封闭腔室40进行净化时，先使用抽真空装置101对封闭腔室40进行抽真空使得封闭腔室40内的有害气体浓度低于预定浓度，然后通入保护气体，再利用气体净化器102对封闭腔室40内的残留有害气体进行循环处理，以便控制和维持有害气体的浓度符合工艺要求。
优选地，封闭腔室40内的保护气体压力介于1个大气压与1.1个大气压之间的正压，从而保证在打开送料口41往熔化容器5投料时或者从取件口13取件时都不会导致外界空气的引入而污染封闭腔室40中的保护气体。封闭腔室40内的保护气体介于正压，无需反复地对封闭腔室抽真空，也无需对封闭腔室建立非常高的真空度，由此节省了每个生产周期抽真空的时间，而且非晶合金的熔炼时间可以与其他工艺步骤同步，因此同时省却了非晶合金的熔化时间，从而生产周期平均可以达到20秒。
而传统的非晶合金压铸采用真空负压压铸，由于每次压铸周期内必须对封闭腔室40中的气体进行抽真空操作，而且熔化容器5无法与其他工艺步骤同步工作，从而生产周期达到120秒。
因此根据本发明实施例的非晶合金压铸工艺大大缩短了非晶合金的压铸周期，提高了生产效率，降低了生产成本。
在本发明的一些实施例中保护气体为惰性气体中的一种或多种，由此避免了非晶合金熔体与有害气体发生反应。例如，保护气体的密度大于等于空气密度，从而在打开送料口41往熔化容器5投料或者从取件口13取件时，密度较大的保护气体由于重力的作用不会过多的从送料口41和取件口13溢出，且不会导致外界空气的流入封闭腔室。
在本发明的一个示例中，非晶合金为ZraAlbCucMd，其中M为Nb、Sc、Ta、Ni、Co、Y、Ag、Fe、Sn、Hf、Ti、Be及稀土元素中的一种或几种元素；a、b、c、d为原子百分数，30≤a≤70，5≤b≤35，5≤c≤40，5≤d≤30，进一步地，非晶合金中含有杂质元素，其中以原子百分数计，杂质元素的含量不高于5％，杂质元素可以为Si、P、Be、Mg、B、O等元素。该非晶合金具有一定的有害气体抵抗能力和大的临界尺寸，便于非晶合金高质量铸件的获得。
在本发明的一个示例中，封闭腔室40内的有害气体的浓度均低于10000ppm。优选地，封闭腔室40内的有害气体的浓度均低于1000ppm。
可选地，根据本发明实施例的非晶合金压铸工艺还包括在将熔融的非晶合金压射到模腔3之前对模腔3进行抽真空，由此可以降低模腔3内的有害气体浓度，进一步隔绝非晶合金熔体与空气的接触，避免非晶合金熔体与有害气体元素发生反应形成异质形核点而导致很难获得非晶态结构或者大大降低非晶合金的临界尺寸，且减小了非晶合金压铸件的气孔率。
优选地，取件口13和送料口41交替打开，可有效的防止封闭腔室40中的保护气体和外界空气出现气体对流进入封闭腔室40。
下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的非晶合金压铸设备100的操作过程和压铸工艺过程，下面以非晶合金压铸设备100为卧式为例进行说明。
首先，定模1和动模2合上形成模腔3。利用抽真空装置101对封闭仓4的封闭腔室40内的气体进行抽真空使得封闭腔室40内的有害气体浓度低于预定浓度，然后保护气体供给装置往封闭腔室40内充入保护气体且使封闭腔室40内的保护气体压力介于1个大气压与1.1个大气压之间的正压，再利用气体净化器102对封闭腔室40内的残留有害气体进行循环处理。
然后打开送料口41往熔化容器5内送入非晶合金，此时，由于保护气体压力大于大气压，会有部分保护气体通过送料口41溢出封闭腔室40，可以避免外部空气进入封闭腔室40内。坩埚50通过加热装置51对非晶合金进行加热熔化成熔融的非晶合金熔体，然后熔融非晶合金熔体从熔体入口60送入压射筒6内，此时，优选地，可以打开模腔抽真空装置12对模腔3进行抽真空，压射塞7在驱动装置8的作用下在压射筒6内向左运动挤压压射筒6内的熔融非晶合金，从而将熔融非晶合金送入到抽真空的模腔3内进行压铸成型。
压铸完成后，压射塞7停留在压射筒6内，打开定模1和动模2，通过取件口13将压铸成型的非晶合金从模腔3内取出，此时有部分的保护气体从取件口13溢出，然后将定模1和动模2合上，压射塞7在驱动装置8的作用下返回预定位置完成整个压射循环，然后可以继续将非晶合金从送料口41送入熔化容器5，开始下一个生产周期。由于封闭腔室40中保护气体压力保持为正压，而且无需反复地对封闭腔室抽真空，也无需对封闭腔室建立非常高的真空度。且送料口41可以在任何工艺步骤时打开和关闭进行投料，并启动坩埚50中的加热装置51将非晶合金熔炼至指定温度，熔融非晶合金可随时从熔体入口60进入到压射筒6内进行压射。
送料口41和取件口13交替打开，可有效防止封闭腔室40中的保护气体和外界空气出现气体对流。且在满足取件和给料的条件下，送料口41和取件口13与封闭腔室40的气体连通通道越小越有利于封闭腔室40中保护气体压力的维持。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (24)

1.一种非晶合金压铸设备，其特征在于，包括：
定模和动模，所述定模和动模可闭合和可打开，所述定模和动模闭合时在它们之间限定出模腔；
封闭仓，所述封闭仓内限定有封闭腔室且所述封闭仓具有送料口；
保护气体供给装置，所述保护气体供给装置与所述封闭仓相连用于向所述封闭腔室内供给保护气体且所述封闭腔室内的保护气体为正压；
熔化容器，所述熔化容器设在所述封闭仓内，用于接纳和熔化从所述送料口加入的非晶合金；
压射筒，所述压射筒与所述模腔连通且具有熔体入口，所述压射筒内设有用于将所述熔融非晶合金熔体喷射到所述模腔内的压射塞；
驱动装置，所述驱动装置与所述压射塞相连用于驱动所述压射塞在所述压射筒内移动；和
有害气体净化装置，所述有害气体净化装置与所述封闭仓相连用于净化所述封闭腔室内的有害气体。
2.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述有害气体净化装置为抽真空装置和气体净化器中的一种或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述有害气体为N2、O2、H2O、CO2中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述非晶合金压铸设备构造为卧式，其中所述定模和动模设在所述封闭仓外面。
5.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述非晶合金压铸设备构造为立式，其中所述定模和动模设在所述封闭仓内部。
6.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述定模和动模之间设有真空密封件。
7.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述压射筒通过设在所述定模上的连通通道与所述模腔连通。
8.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述保护气体为惰性气体中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述封闭腔室内的保护气体压力介于1个大气压与1.1个大气压之间。
10.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述保护气体的密度大于等于空气密度。
11.根据权利要求1所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述熔化容器包括坩埚和用于加热所述坩埚的加热装置。
12.根据权利要求11所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，所述加热装置为感应加热装置、电弧加热装置和电阻加热装置中的一种。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的非晶合金压铸设备，其特征在于，还包括模腔抽真空装置，所述模腔抽真空装置与所述模腔相连用于对所述模腔抽真空。
14.一种非晶合金压铸工艺，其特性在于，包括以下步骤：
对非晶合金压铸设备的封闭仓的封闭腔室进行净化，以使所述封闭腔室内的有害气体的浓度低于预定浓度；
向所述封闭腔室内供给保护气体且使所述封闭腔室内的保护气体保持为正压；
从所述封闭腔室上的送料口将非晶合金送入位于所述封闭腔室内的熔化容器内进行熔化，得到熔融的非晶合金，且在通过所述送料口向所述熔化容器内送料时所述封闭腔室内的保护气体从所述送料口溢出；
将所述熔融的非晶合金从所述熔化容器加入到压射筒内；
从所述压射筒内将所述熔融的非晶合金压射到由所述非晶合金压铸设备的定模和动模限定出的模腔内成型；和
打开所述定模和动模以从所述非金合金压铸设备的取件口取出成型的非晶合金产品，且在取出所述非晶合金产品时所述封闭腔室内的一部分保护气体从所述取件口溢出。
15.根据权利要求14所述的非晶合金压铸工艺，其特性在于，所述净化包括利用抽真空装置对所述封闭腔室抽真空和利用气体净化器对所述封闭腔室内的气体进行净化中的至少一种。
16.根据权利要求14所述的非晶合金压铸工艺，其特性在于，所述封闭腔室内的保护气体压力介于1个大气压与1.1个大气压之间的正压。
17.根据权利要求14所述的非晶合金压铸工艺，其特性在于，所述保护气体为惰性气体中的一种或多种。
18.根据权利要求14所述的非晶合金压铸工艺，其特性在于，所述保护气体的密度大于等于空气密度。
19.根据权利要求14所述的非晶合金压铸工艺，其特性在于，所述非晶合金为ZraAlbCucMd，其中M为Nb、Sc、Ta、Ni、Co、Y、Ag、Fe、Sn、Hf、Ti、Be及稀土元素中的一种或几种元素；a、b、c、d为原子百分数，30≤a≤70，5≤b≤35，5≤c≤40，5≤d≤30。
20.根据权利要求19所述的非晶合金压铸工艺，其特性在于，所述非晶合金中含有杂质元素，其中以原子百分数计，所述杂质元素的含量不高于5％。
21.根据权利要求14所述的非晶合金压铸工艺，其特性在于，所述封闭腔室内的有害气体的浓度均低于10000ppm。
22.根据权利要求14所述的非晶合金压铸工艺，其特性在于，所述封闭腔室内的有害气体的浓度均低于1000ppm。
23.根据权利要求14所述的非晶合金压铸工艺，其特性在于，还包括在将所述熔融的非晶合金压射到所述模腔之前对所述模腔进行抽真空。
24.根据权利要求14所述的非晶合金压铸工艺，其特征在于，所述取件口和送料口交替打开。
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