CN201023131Y - 一种压铸大块非晶合金的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压铸大块非晶合金的装置，它包括铜模、加热容器、喷嘴和压射装置，其中，加热容器上设有加料口，喷嘴与铜模的型腔相连通，压射装置固定在加热容器中，喷嘴与压射装置相连通。采用这样的结构以后，本实用新型可以用于铸造生产体积较大和结构复杂的产品。另外，由于省去了真空装置，不仅降低了成本，还使得本实用新型操作起来更为方便和简单，能有效的提高生产效率，进而能更好的适应于大规模工业化生产的需求。

Description

一种压铸大块非晶合金的装置

技术领域

本实用新型涉及一种压铸大块非晶合金的装置，尤其涉及一种使用铜模来压铸大块非晶合金的装置。

背景技术

非晶态合金与晶体材料相比具有高强度、高硬度、高延展性、高磁导率、耐腐蚀性好、耐磨性强、弹性极限大等特点，因而非晶态合金较晶态材料在科研和工程上具有更广阔的应用前景，引起了材料科学家极大兴趣与密切关注。由于非晶态合金的制备是通过液态金属和合金急冷凝固而成的，在凝固过程中为了抑制结晶，必须具有很高的冷却速度，早期制备非晶合金需要10⁵K/S以上的冷却速度，所以一般非晶态合金只能以条带、薄片、粉末等形式存在，这样大大限制了非晶材料的工业应用。

目前大块非晶态合金制备技术主要有单辊熔体旋淬法和粉末冶金法。单辊熔体旋淬法是将合金淬入干冰、液氮、水等冷却介质中，来提高冷却速度，但采用这种方法淬入的母合金难以冷却下来，不易形成块状非晶合金。粉末冶金法就是把非晶态粉末装入模具进行一定的工艺成型，如动力压突、粉末轨制、压制烧结等技术，此方法使材料在纯度、致密度、尺寸和成形等方面受到很大限制。

中国实用新型专利99250780.4公开了一种真空气压铸造大块非晶合金装置，它主要由真空装置、真空室、气源装置、组合夹具、高频感应线圈、铜模以及气体导入管构成。其中，组合夹具通过法兰安装在真空室内，该组合夹具上设有石英喷嘴和塞杆，真空装置与真空室相连接，气源装置通过气体导入管与组合夹具相连接，高频感应线圈设置在组合夹具的下部，铜模与组合夹具上的石英喷嘴相连接。工作时，先将母合金装入组合夹具中，再用塞杆将石英喷嘴堵死，起动真空装置将组合夹具和真空室抽成真空；达到要求后，接通高频感应线圈，对母合金进行加热，完全熔化后再通过气源装置使组合夹具中产生正压，当真空室与组合夹具中的压力差达到一定数值时，提起塞杆，将熔化后的母合金高带铸入铜模中，即可形成大体积的非晶合金。

这种技术的主要缺陷在于：首先，它需要使用真空装置，并用其来抽真空，这不仅增加了整个设备的成本，还加大了操作的难度，使其变得更复杂，不利于大规模的工业化生产；其次，该技术是利用压力差成型，在这种成型方式中母合金的流速较慢，而压铸大块非晶合金需要很高的冷却速度，因此，这种技术不适合用于生产体积较大或结构复杂的产品。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种压铸大块非晶合金的装置，它不仅成本较低，能够用于生产体积较大及结构复杂的产品，而且操作简单，生产效率较高，能够适应大规模工业化生产的需要。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

提供一种压铸大块非晶合金的装置，它包括铜模、加热容器、喷嘴和压射装置，其中，加热容器上设有加料口，喷嘴与铜模的型腔相连通，压射装置固定在加热容器中，喷嘴与压射装置相连通。

采用这样的结构以后，通过压射装置将熔化的母合金从喷嘴中压出至铜模型腔，使得母合金可以在高压状态下进行铸造，从而可以显著的提高母合金的冷却速度，更好的抑制意外的结晶。因此，本实用新型可以用于铸造生产体积较大和结构复杂的产品。另外，由于省去了真空装置，不仅降低了成本，还使得本实用新型操作起来更为方便和简单，能有效的提高生产效率，进而能更好的适应于大规模工业化生产的需求。

所述的压射装置包括压射室、活塞杆及压射冲头，其中，活塞杆可上下移动的穿设在压射室内，压射冲头则固定在活塞杆下端，压射室上还设有进料口及出料口，所述的喷嘴通过喷射管与该压射室的出料口相连通。这样，通过活塞杆的移动可以使熔化的母合金从压射室内通过喷射管及喷嘴产生高压后进行铸造。

所述进料口的位置高于出料口的位置，从而便于将熔化的母合金从压射室的出料口压入喷射管中。

所述的加热容器包括坩埚和压板，所述的压板设置在该坩埚上方，所述的加料口设在该压板上，所述的坩埚与压板之间还设有密封圈，这可以进一步提高坩埚的密封性。

该压铸大块非晶合金的装置还包括保护气体发生装置，所述的加热容器上则设有相应的进气口，保护气体发生装置与该进气口相连通。保护气体可以对母合金进行很好的保护，有效防止母合金被晶化。

在所述的喷射管处还设有恒温加热器。这可以使得喷射出的母合金恒温，从而确保在高压状态下进行铸造。

所述的铜模上还设有冷却装置。采用冷却措施后，可以进一步的提高母合金冷却的速度，有利于形成大块非晶合金。

在所述的喷嘴与铜模相连处还设置有保护气帘装置。这可以有效防止喷射管的母合金被晶化。

所述的保护气帘装置包括开有细口的气管，该气管设置在所述的喷嘴与铜模相连处，且其一端还与一高压保护气瓶相连接。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示的压铸大块非晶合金的装置，它包括铜模1、加热容器2、喷嘴47和压射装置4，其中，加热容器2上设有加料口221，压射装置4位于加热容器2内，喷嘴47同时与铜模1的型腔及压射装置4相连通。

具体实施时，铜模1固定在一模板13上，加热容器2可由坩埚21和压板22组合而成，将压板22设置在坩埚21上方，所述的加料口221开设在压板22上。为了进一步提高坩埚21的密封性，坩埚21与压板22之间还可设置密封圈23。所述的压射装置4可通过固定装置(如图1中的固定座48)及夹具固定在坩埚21内。采用这样的结构以后，通过压射装置4将熔化的母合金从喷嘴47中压出至铜模1型腔，使得母合金可以在高压状态下进行铸造，从而可以显著的提高母合金的冷却速度，更好的抑制意外的结晶。

具体的，如图1所示，所述的压射装置4包括压射室41、活塞杆42及压射冲头43，其中，活塞杆42可上下移动的垂直穿设在压射室41内，压射冲头43则固定在活塞杆42下端，在压射室41的一侧一定高度上设置一进料口411，于压射室41的另一侧靠近底端的位置处设置有一出料口44，所述出料口44通过一管道45与一喷射管46相连通，所述的喷嘴47则设置在该喷射管46靠近铜模1的一端。在安装时，应当确保进料口411的位置高于出料口44的位置，而且当活塞杆42带动压射冲头43下移的压射行程中，进料口411应处于封闭状态，这样，通过活塞杆42的移动可以使熔化的母合金从压射室41内通过出料口44、管道45、喷射管46及喷嘴47产生高压后进行铸造。

为了有效防止母合金被晶化，进而更好的保护母合金，作为前述方案的改进，该压铸大块非晶合金的装置还可设置保护气体发生装置，具体而言，该保护气体可以选择氩气(Ar)或氮气(N₂)。相应的，根据需要，可在所述的加热容器2的压板22上设置若干个进气口222，并将保护气体发生装置与该进气口222相连通。

在具体实施时，所述的喷射管46处还可设置恒温加热器3，恒温加热器3的数量可以根据需要进行选择，在本实施例中安装了两个。使用恒温加热器3可以使得喷射出的母合金恒温，从而确保在高压状态下进行铸造。在所述的铜模1上还设有冷却装置，该冷却装置可根据需要选择，如水冷装置或风冷装置等，在本实施例中，选用的是冷却水管11，采用铜模1水冷的措施后，可以进一步的提高母合金冷却的速度，有利于形成大块非晶合金。

另外，为了有效防止喷射管46的母合金被晶化，在所述的喷嘴47与铜模1相连处还设置有保护气帘装置12。保护气帘是一段流动的气流，实施时，先在所述的喷嘴47与铜模1相连处设置一个与该模具型腔平行的气管121，并在该气管121上开设一长条细口，一般而言，该长条细口的直径为0.1mm；然后，在气管121的一端连接一充有保护气体的高压保护气瓶。这样，在铸造过程中就可以打开该高压气瓶的阀门使其中的保护气体通过长条细口处流经铜模1，从而可以较好的隔绝空气，起到保护作用。

工作时，先从加料口221将母合金加入坩埚21中，再用密封圈23密封坩埚21，接着用压板22压在密封圈23上；开启保护气体发生装置，通过压板22上的进气口222将保护气体通入坩埚21中，然后打开加热装置，对母合金进行加热，直至其熔化；启动压射装置，通过活塞杆42及压射冲头43将进入压射室41的母合金压入管道45中，再通过喷射管46由喷嘴47注入铜模1的型腔内；与此同时，打开冷却水管11、保护气帘12和喷射管46处的恒温加热器3，熔化的母合金即可在铜模1中快速冷却并压铸成型，制成大块的非晶合金。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种压铸大块非晶合金的装置，它包括铜模、加热容器和喷嘴，其中，加热容器上设有加料口，喷嘴与铜模的型腔相连通，其特征在于：该压铸大块非晶合金的装置还包括压射装置，该压射装置固定在所述的加热容器中，所述的喷嘴与压射装置相连通。

2.根据权利要求1所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：所述的压射装置包括压射室、活塞杆及压射冲头，其中，活塞杆可上下移动的穿设在压射室内，压射冲头则固定在活塞杆下端，压射室上还设有进料口及出料口，所述的喷嘴通过喷射管与该压射室的出料口相连通。

3.根据权利要求2所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：所述进料口的位置高于出料口的位置。

4.根据权利要求1、2或3所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：所述的加热容器包括坩埚和压板，所述的压板设置在该坩埚上方，所述的加料口设在该压板上。

5.根据权利要求4所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：所述的坩埚与压板之间还设有密封圈。

6.根据权利要求1、2或3所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：该压铸大块非晶合金的装置还包括保护气体发生装置，所述的加热容器上则设有相应的进气口，保护气体发生装置与该进气口相连通。

7.根据权利要求2或3所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：在所述的喷射管处还设有恒温加热器。

8.根据权利要求1、2或3所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：所述的铜模上还设有冷却装置。

9.根据权利要求1所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：在所述的喷嘴与铜模相连处还设置有保护气帘装置。

10.根据权利要求9所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：所述的保护气帘装置包括开有细口的气管，该气管设置在所述的喷嘴与铜模相连处，且其一端还与一高压保护气瓶相连接。

11.根据权利要求1所述的压铸大块非晶合金的装置，其特征在于：所述的压射装置通过固定装置和夹具设置在所述的加热容器内。