一种使金属玻璃产生拉伸塑性的加工处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及金属玻璃加工领域，具体设及一种能够激发金属玻璃在拉伸状态下发 生均匀流变，产生拉伸塑性的加工处理方法。
【背景技术】
[0002] 金属玻璃是一种非晶态合金，原子间为金属键结合，排列呈无序状态，类似于玻璃 的结构，因此既具有金属的特性又有玻璃的特性。特殊的结构使金属玻璃表现出优异的力 学性能，具有超高强度和弹性极限、高硬度、高断裂初性，有着巨大的工程应用潜力。
[0003] 目前，块体金属玻璃的工程应用，一直受拉伸塑性变形能力弱的制约。在室溫下， 块体金属玻璃的塑性变形集中在一条宽度约lOnm剪切带中，不能像晶体金属一样发生均 匀的塑性变形。压缩和弯曲变形中的应力场能够约束剪切带的扩展而激发更多剪切带的生 成，依靠运些剪切带的协同作用，块体金属玻璃在压缩和弯曲载荷下表现出塑性变形。但 是在拉伸应力场中，剪切带生成后会瞬间发展成裂纹，所W块体金属玻璃在拉伸时常表现 为脆性断裂，运种脆性断裂往往是突发性的，没有预兆的，直接制约了块体金属玻璃工程应 用。
[0004] 目前，块体金属玻璃在室溫下获得的拉伸塑性本质上和弯曲压缩中的塑性一样， 都是依靠多重剪切带来实现塑性变形，然而剪切带是一种微裂纹的维形，会很快发展成裂 纹，出现了剪切带意味着材料已经开始损坏。此外，剪切带的宽度只有lOnm，依赖于剪切带 而产生的塑性是一种高度不均匀的变形。而真正工程应用所需要的是类似于晶体金属材料 的均匀塑性变形。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是要提供一种能够使块体金属玻璃在室溫下产生拉伸塑性的方法。
[0006] 特别地，本发明的提供一种使金属玻璃产生拉伸塑性的加工处理方法，包括如下 步骤：
[0007] 步骤10,准备一块板状的金属玻璃；
[0008] 步骤20,在所述金属玻璃的上下表面蚀刻阵列排列的微坑，所述微坑垂直于所述 金属玻璃表面。
[0009] 进一步地，所述步骤20中的所述微坑采用激光设备利用脉冲分别在所述金属玻 璃的上下表面加工形成。
[0010] 进一步地，所述步骤20中，同一平面上的所述微坑与所述微坑之间的距离，W两 个所述微坑的有效应力区相互接触为标准，所述有效应力区的直径为所述微坑的表面圆的 直径的两倍。
[0011] 进一步地，所述步骤20中，同一平面上在纵向上相邻的所述微坑其后一横向上排 列的所述微坑分别位于前一横向上排列的相邻两个所述微坑之间中线的延长线上。
[0012] 进一步地，同一平面上所述微坑沿斜方向密排面的倾斜角度与所述金属玻璃的拉 伸断裂面的倾斜角度一致。
[0013] 进一步地，所述微坑的深度W所述金属玻璃上下表面相对的两个所述微坑的有效 应力区相互接触为标准。
[0014] 进一步地，所述微坑的开口为圆形，所述微坑的开口至坑底，其圆周侧边为逐渐缩 小的楠圆形抛物线。
[0015] 进一步地，所述抛物线在坑底的交接处为弧形过度。
[0016] 进一步地，所述抛物线的计算公式为：
[0017]
[0018] 其中d为所述微坑的表面圆的直径，X取值范围为[-d/2,d/2]。
[0019] 进一步地，所述激光设备的激光参数为：波长515皿，平均功率30W，最大脉冲能 量1501^，最大脉冲周期<0.01113，光束质量12<1.3，最小重复率2001(化，最大重复率 SOOKHzo
[0020] 本发明的方法所激发的拉伸塑性不依赖于多重剪切带的作用，而是金属玻璃均匀 流变效应。通过激光的热效应使加工区域附近的材料产生微观梯度结构W及坑边的梯度应 力区，抑制剪切带的生成和扩展。本方法操作简便，适合大批量生产，效率高。
【附图说明】
[0021] 图1是根据本发明一个实施例的加工处理方法流程示意图；
[0022] 图2是根据本发明一个实施例的金属玻璃结构示意图；
[0023] 图3是图2所示微坑的结构示意图；
[0024] 图4为微坑的有效应力区示意图。
【具体实施方式】 阳0巧]如图1、2所示，本发明一个实施例的加工处理方法一般性地可包括如下步骤： 阳0%] 步骤10,准备一块板状的金属玻璃；
[0027] 步骤20,在金属玻璃的上下表面蚀刻阵列排列的微坑，各微坑垂直于金属玻璃表 面。
[0028] 在W下内容中，所说微坑均指金属玻璃上表面和下表面上的微坑，其中上表面和 下表面的微坑位置、形状都一致，因此不在具体说明。
[0029] 在本实施例中，通过在金属玻璃1的上下表面设置微坑2,利用微坑2的应力集中 能量激发塑性流变，同时利用微坑2的梯度应力集中区抑制金属玻璃1在受拉伸时产生剪 切带，从而使金属玻璃1的塑性变形成为均匀流变塑性，在实现金属玻璃1拉伸均匀流变塑 性的同时，减少了对剪切带的依赖，提高了成品率。
[0030] 本实施例中的微坑2采用激光设备利用脉冲加工形成。利用激光加工能够产生福 射热能，使微坑2周围产生溫度梯度，相当于对加工点周围的材料产生不同程度的退火，使 之形成一个微观梯度结构，运能够抑制剪切带的生成和扩展，同时避免了机械加工易生成 剪切带的问题。具体的激光设备可W根据待加工的金属玻璃1尺寸选择。可W根据金属玻 璃的厚度分别在其上下表面设置微坑，上下表面的微坑2位置对应，如图4所示，微坑2的 深度和其有效应力区21覆盖金属玻璃的厚度多少有关，上下表面的两个微坑2,其有效应 力区21在垂直方向上W相互接触为标准，保证其最大覆盖率而不重叠。
[0031] 在本发明的一个实施例中，该微坑2与微坑2之间的距离，W两个微坑2的有效应 力区21的范围相互接触为标准确定。即相邻微坑2的有效应力区21W相互接触为标准， 具体的每个微坑2的有效应力区21与其表面圆的直径有关，一般一个微坑2的有效应力区 21直径为该微坑表面圆直径的两倍，相邻