CN201164895Y - 非晶合金热压成型装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种非晶合金热压成型装置，包括模架以及上、下加热件，所述模架上设置有由压力机操纵的上合模机构和下合模机构，所述上加热件安装在上合模机构上并随之运动，所述下加热件固定在模架上。所述成型装置还包括活动装设在上合模机构上的上模芯和安装在下合模机构上的下模芯，所述上、下模芯内设置有用来通水的冷却水管。本实用新型的非晶合金热压成型装置，所述上、下模芯内设置有用来通水的冷却水管，能够迅速冷却成形件，充分降低非晶合金在成形过程中的晶化，有效保持非晶合金的使用性能，并且模芯和加热件之间可分离，成形过程中仅需对模芯升温与冷却，从而达到快速加热非晶合金以及快速冷却成形件的目的。

Description

非晶合金热压成型装置
技术领域
本实用新型涉及一种非晶合金新材料成型装置，具体涉及一种非晶合金超塑性热压成形装置。可用于锆系、镧系等非晶合金具有大过冷区域的大块非晶合金的成型。
背景技术
块体非晶合金制备是近年来材料研究领域的重要成果之一。与传统晶态合金材料相比，块体非晶合金材料在多项使用性能方面具有明显的优势，非晶材料具有更为优异的力学性能，如高屈服强度、大弹性应变极限、屈服前基本完全弹性、屈服时基本完全塑性、无加工硬化现象、高疲劳抗力以及高耐磨性等，镁基块体非晶合金的强度目前达到800兆帕，铜基合金超过2000兆帕，目前开发出的锆基块体非晶合金的断裂韧性可达60兆帕·米1/2以上；非晶材料具有良好的加工性能，块体非晶合金在过冷液相区的较高温度和较低应变速率条件下，其应变速率敏感指数m值接近1，其塑性变形呈牛顿粘性流动特征，是理想的超塑性材料，可对非晶合金进行各种微米甚至纳米级精密加工变形。
非晶合金的超塑性变形的实现具有强烈的温度和应变速率敏感性，即变形温度处于过冷液相区内并且是很窄的温度范围内，应变速率一般在10-3～10-4秒-1。目前绝在多数的大块非晶合金体系，其过冷液相区宽度只有几十度，可供加工的温度区间非常窄，加工过程中温度的控制非常困难，再加上缓慢的变形速率，不仅导致加工效率很低，而且还非常容易导致非晶合金在变形过程中晶化。
所以，亟待一种新的非晶合金热压成型装置可解决上述传统热压成型装置中出现的问题。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种能够迅速冷却成形件、降低非晶合金的晶化、保持非晶合金使用性能的非晶合金热压成型装置。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种非晶合金热压成型装置，包括模架以及上、下加热件，所述模架上设置有由压力机操纵的上合模机构和下合模机构，所述上加热件安装在上合模机构上并随之运动，所述下加热件固定在模架上。所述非晶合金热压成型装置还包括活动装设在上合模机构上的上模芯和安装在下合模机构上的下模芯，所述上、下模芯内设置有用来通水的冷却水管。
优选的，所述上模芯通过可现实相对运动的连接件安装在所述上加热件上，所述下模芯在下合模机构的作动下远离或者贴合所述下加热件，从而实现上模芯和上加热件以及下模芯和下加热件之间的相对运动。
进一步地，本实用新型的成型装置还包括用来脱模成形件的顶出机构，所述顶出机构包括固定在模架上的顶出杆、连接在顶出杆上的顶出板以及连接在顶出板上的若干顶针，所述顶针穿过加热板和上模芯作用在成形件上。
优选的，所述模架包括底板、若干支撑柱、固定在支撑柱上的上模板以及密封外壳，所述密封外壳围成用来充入防止氧化的保护气体的密封腔。
优选的，所述保护气体采用氩气或者氮气。
优选的，所述密封外壳上设置有用来放入和取出成形件的门。
具体来说，上、下加热板内置用来精确控制温度的发热管和热电偶，成形加工过程中所述发热管和热电偶控制所述上、下加热板处在同一温度。
具体来说，所述上合模机构包括连接压力机的顶板、压板以及连接顶板和压板的支撑柱，所述上加热件固定在所述压板下方。
具体来说，所述下合模机构包括连接在压力机上的顶杆，所述顶杆顶部固定所述下模芯。
本实用新型采用所述技术方案，其有益的技术效果在于：1)本实用新型的非晶合金热压成型装置，所述上、下模芯内设置有用来通水的冷却水管，能够迅速冷却成形件同时有效减少非晶合金的在高温区域停留的时间，充分降低非晶合金在成形过程中的晶化，有效保持非晶合金优异的使用性能；2)本实用新型的非晶合金热压成型装置，上模芯和上加热件以及下模芯和下加热件之间可实现相对运动，使得所述上、下模芯可在与上、下加热件分离以后再进行水冷，亦即成形过程只对模芯升温与冷却，加热时间短，热损失少，从而达到快速加热非晶合金以及快速冷却成形件的目的；3)本实用新型的非晶合金热压成型装置，上、下加热板内置用来精确控制温度的发热管和热电偶，成形加工过程中所述发热管和热电偶控制所述上、下加热板处在同一温度，从而实现对模芯加热的简单控温；4)本实用新型的非晶合金热压成型装置，所述密封外壳围成用来充入防止氧化的保护气体的密封腔，所述密封腔内充入氩气或者氮气保护气体，从而防止非晶合金在加热和成形过程中的氧化。
附图说明
图1是本实用新型非晶合金热压成型装置的剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明。
请参考图1，本实用新型涉及一种非晶合金热压成型装置，包括模架以及上加热件8、下加热件12、设置在模架上的由压力机(图未示)操纵的上合模机构和下合模机构、活动装设在上合模机构上的上模芯9以及安装在下合模机构上的下模芯11。所述上加热件8安装在上合模机构上并随之运动，所述下加热件12固定在模架上。所述上模芯8内设置有用来通水的冷却水管16。所述上模芯8、下模芯11内设置有用来通水的冷却水管16。非晶合金材料成形完成后可对上模芯8和下模芯11通水实现成形件的快速冷却，从而减少成形件在高温区的停留时间，防止非晶合金的晶化，有效保持块体非晶合金优异的使用性能。
所述模架包括底板13、若干支撑柱6、固定在支撑柱6上的上模板2以及密封外壳15。所述上合模机构活动装设在上模板2上。所述下合模机构穿过底板13可在所述模架内上下活动。
所述密封外壳15包围在所述模架的外部，形成一密封腔，所述密封腔内可充入防止成形件氧化的保护气体。并且所述密封外壳15上设置有用来放入和取出成形件的门(未标识)。
本实施方式中，所述保护气体采用氩气或者氮气，从而防止非晶合金在加热和成形过程中的氧化。
所述上合模机构包括连接压力机的可上下活动的顶板1、压板7以及连接顶板1和压板7的支撑柱6。所述上加热件8固定在所述压板7下方。
本实用新型的上合模机构还包括用来脱模成形件的顶出机构。所述顶出机构包括固定在模架上模板2上的顶出杆3、连接在顶出杆3上的顶出板4以及连接在顶出板4上的若干顶针5。所述顶针5依次穿过压板7、上加热板8和上模芯9，再作用在热压成形件上使其脱模。脱模时，顶板1在压力机的作用下继续上升，使得顶针5和压板7、上加热板8、上模芯9之间产生相对运动，而将所述成形件脱模。
所述下合模机构包括连接在压力机上的顶杆14，所述顶杆14顶部固定所述下模芯11。
所述上模芯8通过可现实相对运动的连接件安装在所述上加热件8上。本实施方式中，上模芯9与上加热件8通过内六角螺钉相连，所述内六角螺钉在上加热件8内的一个行程通道内可上下滑动，从而实现上模芯9与上加热件8两者之间有限的相对运动。
所述下模芯11固定在连接压力机的顶杆14，同时所述下加热件12固定在模架的底板13上，所述顶杆14穿过底板13和下加热件12并且可在模架的空间内带动下模芯11上下移动，所述从而实现下模芯11与下加热件12两者之间有限的相对运动，使得所述下模芯11在顶杆14的的作动下远离或者贴合所述下加热件12。
本实用新型中，所述上加热板8、下加热板12内置用来精确控制温度的发热管和热电偶，成形加工过程中所述发热管和热电偶控制所述上、下加热板8、12处在同一温度。
工作时，以块体非晶合金作为成形坯料，通过压力机下压顶板1，使其向下运动实现上模芯9和下模芯11之间的合模。然后上加热件8和下加热件12开始加热至成形温度(温度400±10℃)。在模架的密封腔内通入保护气体，压力机带动顶板1向上运动实现上模芯9和下模芯11的分离。放入符合零件使用要求、尺寸适当的块体非晶合金坯料，再合模至压力为35兆帕保持2分钟。所述非晶合金坯料到达成形温度后进行超塑性成形，成形应变速率为1×10-3秒-1。成形结束后，所述顶板1与顶杆14在压力机的作用下按不同速度上升，使得上下模芯9、11分别和上下加热板8、12分离。接着，所述顶板1与顶杆14停止运动，对上下模芯9、11的水冷却管16通水冷却3分钟后，顶板1继续上升驱动顶出机构将成形件从模芯9中顶出。
尽管上面详细的描述了本实用新型的优选实施例，但是应该明白，对于本领域技术人员来说很明显的、这里讲述的基本发明构思的许多变形和修饰都落在所附权利要求限定的本发明的精神和范围之内。

Claims (9)

1.一种非晶合金热压成型装置，包括模架以及上、下加热件，所述模架上设置有由压力机操纵的上合模机构和下合模机构，所述上加热件安装在上合模机构上并随之运动，所述下加热件固定在模架上，其特征在于：还包括活动装设在上合模机构上的上模芯和安装在下合模机构上的下模芯，所述上、下模芯内设置有用来通水的冷却水管。
2.根据权利要求1所述的非晶合金热压成型装置，其特征在于：所述上模芯通过可现实相对运动的连接件安装在所述上加热件上，所述下模芯在下合模机构的作动下远离或者贴合所述下加热件。
3.根据权利要求1所述的非晶合金热压成型装置，其特征在于：还包括用来脱模成形件的顶出机构，所述顶出机构包括固定在模架上的顶出杆、连接在顶出杆上的顶出板以及连接在顶出板上的若干顶针，所述顶针穿过加热板和上模芯作用在成形件上。
4.根据权利要求1所述的非晶合金热压成型装置，其特征在于：所述模架包括底板、若干支撑柱、固定在支撑柱上的上模板以及密封外壳，所述密封外壳围成用来充入防止氧化的保护气体的密封腔。
5.根据权利要求4所述的非晶合金热压成型装置，其特征在于：所述保护气体采用氩气或者氮气。
6.根据权利要求5所述的非晶合金热压成型装置，其特征在于：所述密封外壳上设置有用来放入和取出成形件的门。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的非晶合金热压成型装置，其特征在于：上、下加热板内置用来精确控制温度的发热管和热电偶，成形加工过程中所述发热管和热电偶控制所述上、下加热板处在同一温度。
8.根据权利要求7所述的非晶合金热压成型装置，其特征在于：所述上合模机构包括连接压力机的顶板、压板以及连接顶板和压板的支撑柱，所述上加热件固定在所述压板下方。
9.根据权利要求8所述的非晶合金热压成型装置，其特征在于：所述下合模机构包括连接在压力机上的顶杆，所述顶杆顶部固定所述下模芯。
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