CN104723191B - 一种去除非晶合金制品毛边的方法 - Google Patents
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Abstract
为克服现有技术中非晶合金制品毛边难以去除的问题，本发明提供了一种去除非晶合金制品毛边的方法，包括：S1、提供具有毛边的非晶合金制品；所述毛边的三维尺寸中，至少有一维的尺寸小于0.3mm；S2、采用火焰对所述毛边进行灼烧处理；所述灼烧的温度为500℃‑2000℃，所述灼烧的时间为3s以内；S3、对灼烧后的非晶合金制品进行研磨和清洗。本发明提供的方法可有效去除非晶合金制品的毛边，不会对制品本身产生损伤，并且该方法无需特殊设备和工具，简单易行。
Description
技术领域
本发明属于压铸产品生产工艺技术领域，更具体地，本发明涉及一种去除非晶合金制品毛边的方法。
背景技术
非晶合金出现于上个世纪六十年代，最初的非晶合金由于临界尺寸（形成非晶的最大尺寸）只能达到微米级，而难以得到实际应用，但由于其优异的材料性能被科技人员广为研究，并不断开发大临界尺寸并适于工业化生产的非晶合金，其临界尺寸逐渐从微米级发展到毫米级甚者可达到厘米级，通常情况下把临界冷却速率小于500℃/s，临界尺寸大于1mm的非晶合金称为大块非晶合金，大块非晶合金的出现为工业化生产提供了可能，经过近些最近十几年的努力，国内外已有多家企业将大块非晶产品推向产业化。
非晶合金由于其非晶态的微观组织结构，使其具有相对于晶态材料的优异机械性能，如高强度、高硬度、耐摩擦、耐腐蚀及高弹性等特性，其中，锆基非晶合金和铜基非晶合金硬度可达到维氏硬度500MPa以上，对于铁基非晶合金或镍基非晶合金硬度更高达800MPa，甚至1000Mpa以上；同时，由于大块非晶合金具有玻璃态的属性和大的过冷液相区，因此而具有优异的流动性和成形性，因此目前的工业化成型技术多采用压力铸造成型工艺，进行近终成型，该工艺具有产品生产效率低，同时易于生产高精度复杂产品部件，具有广泛的应用前景。
但是，也正是由于非晶合金优异的机械性能和铸造成型性，在产品成型过程中极易在模具的排气排渣结构中产生毛边，同时由于模具的使用寿命，也极易在分模线部位产生毛刺毛边，而这些结构难于采用常规的研磨和喷丸等工艺清除干净，即便是清楚干净，也同时会极大地损伤产品的尺寸精度，而且对于复杂的产品结构，则难以通过研磨和喷丸等工艺清理干净，必须通过人工进行手动处理，这样就会大大增加人工成本和增加品质风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中非晶合金制品毛边难以去除的问题，提供一种去除非晶合金制品毛边的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种去除非晶合金制品毛边的方法，包括：
S1、提供具有毛边的非晶合金制品；所述毛边的三维尺寸中，至少有一维的尺寸小于0.3mm；
S2、采用火焰对所述毛边进行灼烧处理；所述灼烧的温度为500℃-2000℃，所述灼烧的时间为3s以内；
S3、对灼烧后的非晶合金制品进行研磨和清洗。
由于非晶合金具有高强度、高硬度、耐摩擦、耐腐蚀及高弹性等特性，当非晶合金制品上产生毛边后，极难将毛边除去。本发明的发明人通过大量实验发现，当非晶合金制品毛边的三维尺寸中，有一维的尺寸小于0.3mm时，可采用温度为500℃-2000℃的温度对毛边进行灼烧处理，经过上述灼烧处理后的毛边可轻易除去。
附图说明
图1是本发明中，去除毛边前的非晶合金制品。
说明书附图中的附图标记如下：
1、非晶合金制品；2、毛边。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的去除非晶合金制品毛边的方法包括：
S1、提供具有毛边的非晶合金制品；所述毛边的三维尺寸中，至少有一维的尺寸小于0.3mm；
S2、采用火焰对所述毛边进行灼烧处理；所述灼烧的温度为500℃-2000℃，所述灼烧的时间为3s以内；
S3、对灼烧后的非晶合金制品进行研磨和清洗。
根据本发明，上述去除毛边的方法可应用于各种非晶合金制品。例如，锆基非晶合金、铁基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金、镁基非晶合金。
通常，在制备非晶合金制品时，常采用压力铸造成型工艺进行制造。通过压铸得到的非晶合金制品极易产生毛边。如图1所示，通常毛边2位于非晶合金制品1的边缘，尤其是分模线部位易形成毛边2。
本发明提供的方法通常用于非晶合金压铸制品上的毛边的去除。可以理解的是，对于非晶合金上其他需要处理的部位，只要其满足上述类似于毛边的特征，通过本发明提供的方法均可将其除去。
本发明提供的方法主要通过对需要进行处理的毛边进行灼烧处理，然后通过常规的研磨和清洗方法将毛边去除。
发明人发现，非晶合金的导热系数比较低，其内部传热比较慢。当非晶合金制品的毛边较小，有一维的尺寸小于0.3mm，在高温条件下，毛边在火焰灼烧的情况下易燃烧氧化燃烧，燃烧后的残留物可以通过研磨、清洗等方法轻易去除。
由于对毛边的清除工作在非晶合金制品成型后进行，所以，在清除毛边时不可对非晶合金制品本体产生损伤。发明人通过大量实验发现，当毛边的尺寸不满足至少有一维的尺寸小于0.3mm的条件的情况下，在进行灼烧处理时，会损伤非晶合金制品本身，导致出现残次品。
根据本发明，在对毛边进行灼烧处理时，火焰的温度及灼烧时间必须进行严格的控制，若温度过高，则会伤及非晶合金制品；若温度过低，则需对毛边进行长时间灼烧。虽然非晶合金的导热系数比较低，但长时间进行灼烧，必然会导致毛边周围的非晶合金制品本身的主体结构特征受到损伤。如前所述，当当毛边的尺寸不满足至少有一维的尺寸小于0.3mm的条件时，必然需要延长灼烧时间，以便能对毛边进行有效灼烧处理，而过长的灼烧时间会损伤非晶合金制品本身的主体结构。
如步骤S2所述，本发明中，灼烧的温度为500℃-2000℃，所述灼烧的时间为3s以内。在500℃-2000℃范围内，当采用较低温度时，灼烧时间较长，有利于控制毛边的燃烧的充分性，但灼烧效率较低，例如，此时灼烧的温度可以为500℃-700℃。
当采用较高温度时，须适当缩短灼烧时间，避免损伤非晶合金制品，例如，所述灼烧的温度为1000℃-2000℃，所述灼烧的时间为1s以内。此时，灼烧效率较高，但是需对灼烧时间进行严格控制。
通常，在非晶合金制品上，毛边所在部位的非晶合金制品本身尺寸较大，其热容也较大，通过上述方法可在不损伤非晶合金制品本身情况下，对毛边进行有效灼烧处理。为了进一步提高本发明提供的去除非晶合金制品毛边的方法的可操作性，更好的避免非晶合金制品本身不被损伤，优选情况下，所述步骤S2中，包括在非晶合金制品的表面上形成隔热保护层，并露出所述毛边，然后再对毛边进行灼烧处理。
上述隔热保护层可采用现有技术中常用的各种不燃的流体物质，本发明中，优选情况下，所述隔热保护层由水、水玻璃或陶瓷氧化物浆料中的一种形成。
根据本发明，在上述非晶合金制品的表面上形成隔热保护层的方法没有特殊之处，例如，可采用隔热保护介质覆盖非晶合金制品的表面，并使毛边露出。上述隔热保护介质可采用常规的可起到隔热保护作用的物质，例如所述隔热保护介质选自水、水玻璃或陶瓷氧化物浆料中的一种。
上述陶瓷氧化物浆料包括陶瓷氧化物和乙醇。陶瓷氧化物可采用现有的各种陶瓷粉末，例如可以为氧化锆粉末和/或氧化铝陶瓷粉末。
根据本发明，在毛边所在非晶合金制品部位的尺寸较小，尤其是当毛边与该部位尺寸差别较小时，通过非晶合金制品的表面上形成隔热保护层对保护非晶合金制品免受灼烧处理的损伤尤为重要。
本发明中，进行灼烧处理时，只需控制灼烧的温度在500℃-2000℃内，所述灼烧的时间为3s以内即可。对于灼烧所用的火焰没有特别的要求。例如，所述火焰采用气态可燃物在助燃气体中燃烧产生，所述气态可燃物选自天然气、煤气、石油气、乙炔中的一种或多种，所述助燃气体为空气或氧气。为更好的对灼烧过程进行控制，优选情况下，火焰具有适当的火焰速度，火焰速度通常可由助燃气流产生，具有一定速度的火焰可以清扫燃烧产生的残留物，而且更有利于毛边的燃烧。
对毛边进行灼烧后，采用常规的研磨和清洗即可将毛边除去，操作简单。
上述研磨方法为现有的，例如先进行粗研磨，然后将研磨方向旋转90°后，再进行细研磨。具体的，可分别在粒度为100#、400#、800#的金相水砂纸上进行粗研磨，更换砂纸并将研磨方向旋转90°后，再分别在粒度为1500#、2000#的金相水砂纸上进行细研磨。由此可消除上一次研磨痕迹。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用压铸成型，制备长方体状的锆基非晶合金制品，通过显微观察，在其棱角处具有厚度小于0.07mm的毛边。
以天然气作为气态可燃物，以空气作为助燃气体点火，将火焰温度调至600℃，采用火焰灼烧毛边2s。然后熄灭火焰。
在锆基非晶合金制品冷却后，对毛边进行研磨和清洗。
通过显微观察，确定毛边已被完全清除，且锆基非晶合金制品本身未被损伤。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用压铸成型，制备长方体状的钛基非晶合金制品，通过显微观察，在其棱角处具有厚度小于0.2mm的毛边。
以天然气作为气态可燃物，以空气作为助燃气体点火，将火焰温度调至1800℃，采用火焰灼烧毛边0.5s。然后熄灭火焰。
在钛基非晶合金制品冷却后，对毛边进行研磨和清洗。
通过显微观察，确定毛边已被完全清除，且钛基非晶合金制品本身未被损伤。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用压铸成型，制备长方体状的铜基非晶合金制品，通过显微观察，在其棱角处具有厚度小于0.1mm的毛边。
以天然气作为气态可燃物，以空气作为助燃气体点火，将火焰温度调至500℃，采用火焰灼烧毛边3s。然后熄灭火焰。
在铜基非晶合金制品冷却后，对毛边进行研磨和清洗。
通过显微观察，确定毛边已被完全清除，且铜基非晶合金制品本身未被损伤。
实施例4
本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用压铸成型，制备长方体状的铁基非晶合金制品，通过显微观察，在其棱角处具有厚度小于0.18mm的毛边。
以天然气作为气态可燃物，以空气作为助燃气体点火，将火焰温度调至1000℃，采用火焰灼烧毛边1s。然后熄灭火焰。
在铁基非晶合金制品冷却后，对毛边进行研磨和清洗。
通过显微观察，确定毛边已被完全清除，且铁基非晶合金制品本身未被损伤。
实施例5
本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用压铸成型，制备长方体状的镁基非晶合金制品，通过显微观察，在其棱角处具有厚度小于0.07mm的毛边。
在镁基非晶合金制品表面涂覆一层由氧化铝陶瓷粉末和乙醇混合而成的陶瓷氧化物浆料，并使毛边露出。
以天然气作为气态可燃物，以空气作为助燃气体点火，将火焰温度调至600℃，采用火焰灼烧毛边2s。然后熄灭火焰。
在镁基非晶合金制品冷却后，对毛边进行研磨和清洗。
通过显微观察，确定毛边已被完全清除，且镁基非晶合金制品本身未被损伤。
实施例6
本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用压铸成型，制备长方体状的锆基非晶合金制品，通过显微观察，在其顶角处具有厚度小于0.07mm的毛边。
在锆基非晶合金制品表面涂覆一层水玻璃，并使毛边露出。
以天然气作为气态可燃物，以空气作为助燃气体点火，将火焰温度调至600℃，采用火焰灼烧毛边2s。然后熄灭火焰。
在锆基非晶合金制品冷却后，对毛边进行研磨和清洗。
通过显微观察，确定毛边已被完全清除，且锆基非晶合金制品本身未被损伤。
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用压铸成型，制备长方体状的锆基非晶合金制品，通过显微观察，在其棱角处具有厚度为0.5mm的毛边。
采用实施例1的方法对该毛边进行处理。
通过显微观察，毛边尚未完全清除，锆基非晶合金制品本身未被损伤。
对比例2
本对比例用于对比说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用压铸成型，制备长方体状的锆基非晶合金制品，通过显微观察，在其棱角处具有厚度为0.5mm的毛边。
采用实施例1的方法对该毛边进行处理。不同之处在于灼烧时间为5s。
通过显微观察，毛边被完全清除，但锆基非晶合金制品本身产生损伤。
对比例3
本对比例用于对比说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用实施例1的方法对该毛边进行处理。不同之处在于灼烧温度为300℃，灼烧时间为5s。
通过显微观察，毛边被完全清除，且锆基非晶合金制品本身产生损伤。
对比例4
本对比例用于对比说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用实施例1的方法对该毛边进行处理。不同之处在于灼烧温度为300℃，灼烧时间为3s。
通过显微观察，毛边尚未完全清除，锆基非晶合金制品本身未被损伤。
对比例5
本对比例用于对比说明本发明公开的去除非晶合金制品毛边的方法。
采用实施例1的方法对该毛边进行处理。不同之处在于灼烧温度为3000℃，灼烧时间为0.1s。
通过显微观察，毛边被完全清除，但锆基非晶合金制品本身产生损伤。
通过上述实施例1-6以及对比例1-5可知，当非晶合金制品上的毛边满足至少有一维的尺寸小于0.3mm时，采用本发明提供的方法可有效的将毛边去除，并可避免非晶合金制品本身被损伤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种去除非晶合金制品毛边的方法，其特征在于，包括：S1、提供具有毛边的非晶合金制品；所述毛边的三维尺寸中，至少有一维的尺寸小于0.3mm；S2、在非晶合金制品的表面上形成隔热保护层，并露出所述毛边，采用火焰对所述毛边进行灼烧处理；所述灼烧的温度为500℃-2000℃，所述灼烧的时间为3s以内；S3、对灼烧后的非晶合金制品进行研磨和清洗。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灼烧的温度为500℃-700℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灼烧的温度为1000℃-2000℃，所述灼烧的时间为1s以内。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔热保护层由水、水玻璃或陶瓷氧化物浆料中的一种形成。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，形成隔热保护层的方法为：采用隔热保护介质覆盖非晶合金制品的表面，并使毛边露出；所述隔热保护介质选自水、水玻璃或陶瓷氧化物浆料中的一种。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述陶瓷氧化物浆料包括陶瓷粉末和乙醇；所述陶瓷粉末为氧化锆粉末和/或氧化铝粉末。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述非晶合金选自锆基非晶合金、铁基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金、镁基非晶合金中的一种。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述火焰采用气态可燃物在助燃气体中燃烧产生，所述气态可燃物选自天然气、煤气、石油气、乙炔中的一种或多种，所述助燃气体为空气或氧气。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，研磨的方法为：先进行粗研磨，然后将研磨方向旋转90°后，再进行细研磨。
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