CN106903287A - 一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热塑成型技术领域，具体涉及一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，包括：步骤一，清洗处理；步骤二，成型夹治具控制非晶合金半成品；步骤三，加热；步骤四，施压；步骤五，冷却定型。本发明是对非晶合金半成品加热至200℃~Tg之间然后进行加压一段时间，由积聚应力诱发热塑成型，此温度下非晶合金本成品的结构不会发生质变，即仍保持非晶合金结构，进而能够避免非晶合金半成品发生氧化及结晶化反应。另外，该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法能够降低生产投入，缩短生产周期，并能够实现非晶合金产品的高表面质量，且具有能大量生产性、高生产效率和较低生产成本的优点。
Description
技术领域
本发明涉及热塑成型技术领域，具体涉及一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法。
背景技术
非晶合金在常温下不可实现塑性塑型。现有技术中，非晶合金热塑成型的温度为玻璃转化温度Tg至结晶温度Tx之间，非晶合金在玻璃转化温度Tg至结晶温度Tx之间进行热塑成型存在容易氧化及结晶化的风险。目前，为了避免非晶合金在热塑成型时发生氧化及结晶化的风险，通常会在真空或者惰性气氛下进行非晶合金的热塑成型，但是，这需要具有腔室的特殊设备才能进行，因而使得这种真空或者惰性气氛下的热塑成型存在生产投入大，生产周期长，且不具有量产性的缺陷。另外，现有技术中非晶合金热塑成型后，还存在表面质量不理想的缺点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法能够避免非晶合金发生氧化及结晶化反应，并能降低生产投入，缩短生产周期，且具有能大量生产性，能够实现高表面质量。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
提供一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，它包括以下步骤：
步骤一，清洗处理：对非晶合金半成品进行清洗处理，以去除非晶合金半成品表面的脏污物；
步骤二，成型夹治具控制非晶合金半成品：利用成型夹治具控制非晶合金半成品，然后放入腔室内；
步骤三，加热：对非晶合金半成品加热到200℃～Tg之间；
步骤四，施压：利用施压装置对成型夹治具进行施压，以使得非晶合金半成品发生塑形成型，并保持一定的施压成型时间；
步骤五，冷却定型：步骤四中对非晶合金半成品完成施压成型后，进行冷却定型，制得非晶合金产品。
上述技术方案中，所述步骤二成型夹治具控制非晶合金半成品步骤中，所述腔室内的气氛为空气。
上述技术方案中，所述步骤二成型夹治具控制非晶合金半成品步骤中，所述腔室内的气氛为真空。
上述技术方案中，所述步骤二成型夹治具控制非晶合金半成品步骤中，所述腔室内的气氛为部分惰性气氛和部分真空气氛。
上述技术方案中，所述步骤三加热步骤中，对非晶合金半成品加热的方式为直接加热非晶合金半成品或通过加热成型夹治具以传递热到非晶合金半成品或靠环境方式加热非晶合金半成品。
上述技术方案中，所述步骤三加热步骤中，加热时间为30s～600s。
上述技术方案中，所述步骤四施压步骤中，利用施压装置对成型夹治具施加的压力为1N～1000N。
上述技术方案中，所述步骤四施压步骤中，保持施压成型时间为1s～1800s。
上述技术方案中，所述步骤五冷却定型步骤中，利用自然冷却的方式进行冷却定型。
本发明与现有技术相比较，有益效果在于：
(1)本发明提供的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，与现有技术相比，本发明是对非晶合金半成品加热至200℃～Tg之间然后进行加压一段时间，由积聚应力诱发热塑成型，此温度下非晶合金本成品的结构不会发生质变，即仍保持非晶合金结构，进而能够避免非晶合金半成品发生氧化及结晶化反应。参看附图2的纯金属的粘度温度曲线，200℃～Tg之间的温度区域内的粘度足够使得非晶合金半成品的原子移动，因此能够诱发非晶合金半成品热塑成型。
(2)本发明提供的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，与现有技术相比，本发明不需对非晶合金半成品加热到玻璃转化温度Tg以上，并且可选择无保护气氛下(即空气下)生产，达到避免结晶及氧化的效果，因此，该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法能够降低生产投入，缩短生产周期。
(3)本发明提供的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，主要是为了通过应力诱发热塑成型而获得具有3D结构或曲率为R0.5以上的曲面结构(例如，非晶合金半成品为直身结构，应力诱发塑型后非晶合金产品为曲身结构)，并能够实现非晶合金产品的高表面质量，且具有能大量生产性、高生产效率和较低生产成本的优点。
(4)本发明提供的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，由于利用自然冷却的方式进行冷却定型即可，不需要进行特殊冷却处理，并且该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法仅需结构简单的成型夹治具配合生产即可，因此，该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法能够进一步降低生产投入，及缩短生产周期。
(5)本发明提供的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，具有方法简单，生产成本低，并能够适用于大规模生产的特点。
附图说明
图1是加热曲线图。其中，曲线a代表本发明的热塑成型制程，在200℃～Tg间进行加热，由于曲线不会经过结晶区，因此无晶化及氧化的风险；曲线b代表传统的热塑成型制程，在Tg～Tx间进行加热，因其延长的虚线进入了晶化区，因此有发生晶化及氧化的风险。
图2是纯金属的粘度温度曲线图。
图3是利用本发明的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法进行测试样品在热塑成型前显示平面的示意图。
图4是利用本发明的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法进行测试样品在热塑成型后显示曲面的示意图。
图5是利用本发明的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法进行产品应用时在热塑成型前显示平面的示意图。
图6是利用本发明的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法进行产品应用时在热塑成型后显示曲面的示意图。
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。
本发明中所提及的惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气。
实施例1。
一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，它包括以下步骤：
步骤一，清洗处理：对非晶合金半成品进行清洗处理，以去除非晶合金半成品表面的脏污物；
步骤二，成型夹治具控制非晶合金半成品：利用成型夹治具控制非晶合金半成品，然后放入腔室内；本实施例中，腔室内的气氛为空气；
步骤三，加热：对非晶合金半成品加热到200℃～Tg之间；本实施例中，对非晶合金半成品加热的方式为直接加热非晶合金半成品；本实施例中，加热时间为300s；
步骤四，施压：利用施压装置对成型夹治具进行施压，以使得非晶合金半成品发生塑形成型，并保持900s的施压成型时间；本实施例中，利用施压装置对成型夹治具施加的压力为500N；
步骤五，冷却定型：步骤四中对非晶合金半成品完成施压成型后，利用自然冷却的方式进行冷却定型，制得非晶合金产品。
本实施例的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，与现有技术相比，本发明是对非晶合金半成品加热至200℃～Tg之间然后进行加压一段时间，由积聚应力诱发热塑成型，此温度下非晶合金本成品的结构不会发生质变，即仍保持非晶合金结构，进而能够避免非晶合金半成品发生氧化及结晶化反应。另外，该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法能够降低生产投入，缩短生产周期，并能够实现非晶合金产品的高表面质量，且具有能大量生产性、高生产效率和较低生产成本的优点。
实施例2。
一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，它包括以下步骤：
步骤一，清洗处理：对非晶合金半成品进行清洗处理，以去除非晶合金半成品表面的脏污物；
步骤二，成型夹治具控制非晶合金半成品：利用成型夹治具控制非晶合金半成品，然后放入腔室内；本实施例中，腔室内的气氛为真空；
步骤三，加热：对非晶合金半成品加热到200℃～Tg之间；本实施例中，对非晶合金半成品加热的方式为通过加热成型夹治具以传递热到非晶合金半成品；本实施例中，加热时间为30s；
步骤四，施压：利用施压装置对成型夹治具进行施压，以使得非晶合金半成品发生塑形成型，并保持1s的施压成型时间；本实施例中，利用施压装置对成型夹治具施加的压力为1N；
步骤五，冷却定型：步骤四中对非晶合金半成品完成施压成型后，利用自然冷却的方式进行冷却定型，制得非晶合金产品。
本实施例的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，与现有技术相比，本发明是对非晶合金半成品加热至200℃～Tg之间然后进行加压一段时间，由积聚应力诱发热塑成型，此温度下非晶合金本成品的结构不会发生质变，即仍保持非晶合金结构，进而能够避免非晶合金半成品发生氧化及结晶化反应。另外，该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法能够降低生产投入，缩短生产周期，并能够实现非晶合金产品的高表面质量，且具有能大量生产性、高生产效率和较低生产成本的优点。
实施例3。
一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，它包括以下步骤：
步骤一，清洗处理：对非晶合金半成品进行清洗处理，以去除非晶合金半成品表面的脏污物；
步骤二，成型夹治具控制非晶合金半成品：利用成型夹治具控制非晶合金半成品，然后放入腔室内；本实施例中，腔室内的气氛为部分惰性气氛和部分真空气氛；
步骤三，加热：对非晶合金半成品加热到200℃～Tg之间；本实施例中，对非晶合金半成品加热的方式为靠环境方式加热非晶合金半成品；本实施例中，加热时间为600s；
步骤四，施压：利用施压装置对成型夹治具进行施压，以使得非晶合金半成品发生塑形成型，并保持1800s的施压成型时间；本实施例中，利用施压装置对成型夹治具施加的压力为1000N；
步骤五，冷却定型：步骤四中对非晶合金半成品完成施压成型后，利用自然冷却的方式进行冷却定型，制得非晶合金产品。
本实施例的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，与现有技术相比，本发明是对非晶合金半成品加热至200℃～Tg之间然后进行加压一段时间，由积聚应力诱发热塑成型，此温度下非晶合金本成品的结构不会发生质变，即仍保持非晶合金结构，进而能够避免非晶合金半成品发生氧化及结晶化反应。另外，该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法能够降低生产投入，缩短生产周期，并能够实现非晶合金产品的高表面质量，且具有能大量生产性、高生产效率和较低生产成本的优点。
实施例4。
一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，它包括以下步骤：
步骤一，清洗处理：对非晶合金半成品进行清洗处理，以去除非晶合金半成品表面的脏污物；
步骤二，成型夹治具控制非晶合金半成品：利用成型夹治具控制非晶合金半成品，然后放入腔室内；本实施例中，腔室内的气氛为空气；
步骤三，加热：对非晶合金半成品加热到200℃～Tg之间；本实施例中，对非晶合金半成品加热的方式为直接加热非晶合金半成品；本实施例中，加热时间为100s；
步骤四，施压：利用施压装置对成型夹治具进行施压，以使得非晶合金半成品发生塑形成型，并保持400s的施压成型时间；本实施例中，利用施压装置对成型夹治具施加的压力为200N；
步骤五，冷却定型：步骤四中对非晶合金半成品完成施压成型后，利用自然冷却的方式进行冷却定型，制得非晶合金产品。
本实施例的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，与现有技术相比，本发明是对非晶合金半成品加热至200℃～Tg之间然后进行加压一段时间，由积聚应力诱发热塑成型，此温度下非晶合金本成品的结构不会发生质变，即仍保持非晶合金结构，进而能够避免非晶合金半成品发生氧化及结晶化反应。另外，该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法能够降低生产投入，缩短生产周期，并能够实现非晶合金产品的高表面质量，且具有能大量生产性、高生产效率和较低生产成本的优点。
实施例5。
一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，它包括以下步骤：
步骤一，清洗处理：对非晶合金半成品进行清洗处理，以去除非晶合金半成品表面的脏污物；
步骤二，成型夹治具控制非晶合金半成品：利用成型夹治具控制非晶合金半成品，然后放入腔室内；本实施例中，腔室内的气氛为空气；
步骤三，加热：对非晶合金半成品加热到200℃～Tg之间；本实施例中，对非晶合金半成品加热的方式为通过加热成型夹治具以传递热到非晶合金半成品；本实施例中，加热时间为500s；
步骤四，施压：利用施压装置对成型夹治具进行施压，以使得非晶合金半成品发生塑形成型，并保持1400s的施压成型时间；本实施例中，利用施压装置对成型夹治具施加的压力为800N；
步骤五，冷却定型：步骤四中对非晶合金半成品完成施压成型后，利用自然冷却的方式进行冷却定型，制得非晶合金产品。
本实施例的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，与现有技术相比，本发明是对非晶合金半成品加热至200℃～Tg之间然后进行加压一段时间，由积聚应力诱发热塑成型，此温度下非晶合金本成品的结构不会发生质变，即仍保持非晶合金结构，进而能够避免非晶合金半成品发生氧化及结晶化反应。另外，该玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法能够降低生产投入，缩短生产周期，并能够实现非晶合金产品的高表面质量，且具有能大量生产性、高生产效率和较低生产成本的优点。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一，清洗处理：对非晶合金半成品进行清洗处理，以去除非晶合金半成品表面的脏污物；
步骤二，成型夹治具控制非晶合金半成品：利用成型夹治具控制非晶合金半成品，然后放入腔室内；
步骤三，加热：对非晶合金半成品加热到200℃~Tg之间；
步骤四，施压：利用施压装置对成型夹治具进行施压，以使得非晶合金半成品发生塑形成型，并保持一定的施压成型时间；
步骤五，冷却定型：步骤四中对非晶合金半成品完成施压成型后，进行冷却定型，制得非晶合金产品。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，其特征在于：所述步骤二成型夹治具控制非晶合金半成品步骤中，所述腔室内的气氛为空气。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，其特征在于：所述步骤二成型夹治具控制非晶合金半成品步骤中，所述腔室内的气氛为真空。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，其特征在于：所述步骤二成型夹治具控制非晶合金半成品步骤中，所述腔室内的气氛为部分惰性气氛和部分真空气氛。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，其特征在于：所述步骤三加热步骤中，对非晶合金半成品加热的方式为直接加热非晶合金半成品或通过加热成型夹治具以传递热到非晶合金半成品或靠环境方式加热非晶合金半成品。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，其特征在于：所述步骤三加热步骤中，加热时间为30s~600s。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，其特征在于：所述步骤四施压步骤中，利用施压装置对成型夹治具施加的压力为1N~1000N。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，其特征在于：所述步骤四施压步骤中，保持施压成型时间为1s~1800s。
9.根据权利要求1所述的一种玻璃转化温度下的应力诱发热塑成型方法，其特征在于：所述步骤五冷却定型步骤中，利用自然冷却的方式进行冷却定型。
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