紧固件及其压铸方法以及非晶合金组合物和紧固件的应用与流程

文档序号:17159498发布日期:2019-03-20 00:28阅读:191来源:国知局

本发明涉及金属材料非晶合金领域,具体涉及一种紧固件及其压铸方法以及非晶合金组合物和紧固件的应用。



背景技术:

紧固件是实现机械连接大量采用的一种最常见方式,是机械工业中的关键基础零部件,是各种海上工程和设施的关键部件之一,紧固件在各种环境中的腐蚀一直是设计者面临的问题。随着人类对海洋开发利用的逐步深入以及规模的不断扩大,对紧固件的需求量日益增加。但苛刻的工作环境使紧固件很容易发生腐蚀,这不仅使得各种设施维护维修的费用增加,还直接影响这些设施或设备的使用安全,甚至会造成灾难性事故。因此研究紧固件的腐蚀防护具有重要的意义。

紧固件常用材料有碳钢、不锈钢、铜三种材料,最常用的是碳钢,碳钢紧固件硬度高,不需要高水平的热处理就能有比较优良的硬度和保持度,但缺点是在潮湿的环境下容易生锈;而不锈钢需要高水平的热处理工艺才能够获得较高硬度的产品,而不锈钢、碳钢等材料热处理,例如,表面硬化(淬火)工艺复杂,加工成型困难,耐蚀性无法满足更恶劣的环境;而对于铜,则易于生锈腐蚀。

专利申请cn104570682(b)涉及一种包括由第一材料(金属或金属合金)制成的构件的组件系统,所述构件包括轴和台肩,所述构件的轴被接纳在由具有很少或没有塑性域的第二材料(硅、石英、刚玉、二氧化硅、氮化硅或碳化硅)制成的部件的开孔中。根据本发明,该组件系统包括由第三材料(铜、黄铜、镍银、arcap合金)制成的锁定件。在说明书第[0100]段记载内容:可以想到硅或铝基材料中的不同的“脆性”材料,例如锆或钛基陶瓷或玻璃。锁定件9、19、109、129、209还可由非晶态金属(也称作金属玻璃)的基材形成。其还公开了一种运用在钟表上的小垫圈(即锁定件9、19、109、129、209)。

jp2001293551(a)公开了一种非晶合金铸造螺母的方法。

us8024980(b2)在说明书第21页第50行记载内容:无线仪表剪切销螺栓44可被制造的非常硬的材料,如高级不锈钢,铬镍铁合金,钛,液态金属,无定形金属合金。

us20160356301(a1)在说明书第[0019]段记载内容:至少轴体的一部分112从近侧轴端间隔108是可粘结部114,其至少部分地由一个可结合的材料制成,可粘结材料的一个例子是一种无定形的金属。

wo2016186732(a1)在说明书[0006]段记载内容:根据本发明的一个实施例,图1是非晶态金属永久紧固件包括销和保持套环。

从上述背景技术可以看出,非晶合金可以运用在紧固件(螺栓、螺母、销钉、小垫片)上,但是,制备的紧固件的耐腐蚀性能差,并且,现有技术中并未公开非晶合金应用在自锁垫圈上。



技术实现要素:

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题,提供一种紧固件及其压铸方法以及非晶合金组合物和紧固件的应用,本发明采用具有高强、高硬、高弹性、耐磨损、耐腐蚀、高表观质量以及各向同性的特性的非晶合金组合物压铸制备紧固件;本发明采用压铸方法压铸的紧固件具有优异的耐蚀性能;另外,本发明的压铸方法工艺简单,易于实现近净成型,即可实现复杂件一体成型,精密件一次成型,无需cnc加工和热处理;以及采用本发明的紧固件能够应用在自锁垫圈上。

为了实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种紧固件,其中,该紧固件由非晶合金组合物ⅰ、非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ中的任意一种制成;

所述cuaalbnicmndzresifrg,其中,a为40-73,b为1-7,c为7-15,d为17-28,e为2-5,f为0-4和g为0-1;其中,r为稀土元素或铌;优选地,r为钇、钆或铌;

所述非晶合金组合物ⅱ的分子式为zrhtikcumninbeo,其中,h为56-64,k为19-21,m为5-7,n为3-5和o为9-11;

所述非晶合金组合物ⅲ的分子式为zrpalrcusnityu,其中,p为50-58,r为9-11,s为29-31,t为4-6和u为0-2;其中,y为钇。

优选地,a为43.2-66.9,b为2-7,c为7-12,d为20-28,e为2-5,f为2-4和g为0.1-0.8;

其中,h为58-62,k为19.5-20.5,m为5.5-6.5,n为3.5-4.5和o为9.5-10.5;

其中,p为51.7-56,r为9.5-10.5,s为29.5-30.5,t为4.5-5.5和u为0.5-1.8。

优选地,所述非金合金组合物为非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ。

第二方面,本发明提供了一种紧固件的压铸方法,其中,该压铸方法包括以下步骤:

(1)将非金合金组合物在真空熔炼炉中熔融,其中,所述非晶合金组合物为非晶合金组合物ⅰ、非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ中的任意一种;

其中,所述cuaalbnicmndzresifrg,其中,a为40-73,b为1-7,c为7-15,d为17-28,e为2-5,f为0-4和g为0-1;其中,r为稀土元素或铌;优选地,r为钇、钆或铌;

所述非晶合金组合物ⅱ的分子式为zrhtikcumninbeo,其中,h为56-64,k为19-21,m为5-7,n为3-5和o为9-11;

所述非晶合金组合物ⅲ的分子式为zrpalrcusnityu,其中,p为50-58,r为9-11,s为29-31,t为4-6和u为0-2;其中,y为钇;

(2)将熔融后的非晶合金组合物压铸成非晶合金,再将所述非晶合金铸锭,然后在半固态压铸机中进行压铸。

优选地,a为43.2-66.9,b为2-7,c为7-12,d为20-28,e为2-5,f为2-4和g为0.1-0.8;

其中,h为58-62,k为19.5-20.5,m为5.5-6.5,n为3.5-4.5和o为9.5-10.5;

其中,p为51.7-56,r为9.5-10.5,s为29.5-30.5,t为4.5-5.5和u为0.5-1.8。

优选地,在步骤(1)中:所述熔融包括预热阶段、加热阶段和保温阶段,其中,所述预热阶段的条件为在功率20-60kw的条件下预热3-20分钟;所述加热阶段的条件为在功率50-60kw的条件下加热至1000-1050℃;所述保温阶段的条件为在所述加热阶段的温度条件下保温3-8分钟。

优选地,在步骤(2)中,所述压铸的条件包括:浇铸温度为900-1300℃;压力圈数为10-25mpa;保温时间为2-20s。

其中,该压铸方法为在氩气保护下在真空度为10pa以下进行,优选地,该压铸方法为在真空度为5pa以下进行,然后将熔炉充满充氩气。

第三方面,本发明提供了一种由上述所述的压铸方法制备的紧固件。

第四方面,本发明提供了由上述所述的紧固件在自锁垫圈上的应用。

第五方面,本发明提供了一种非晶合金组合物在紧固件上的应用,其中,将所述非晶合金组合物压铸成非晶合金,再将所述非晶合金铸锭,然后在半固态压铸机中进行压铸成紧固件;

其中,所述非晶合金组合物包括非晶合金组合物ⅰ、非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ中的任意一种;

所述非晶合金组合物ⅰ的分子式为cuaalbnicmndzresifrg,其中,a为40-73,b为1-7,c为7-15,d为17-28,e为2-5,f为0-4和g为0-1;其中,r为稀土元素或铌;优选地,r为钇、钆或铌;

所述非晶合金组合物ⅱ的分子式为zrhtikcumninbeo,其中,h为56-64,k为19-21,m为5-7,n为3-5和o为9-11;

所述非晶合金组合物ⅲ的分子式为zrpalrcusnityu,其中,p为50-58,r为9-11,s为29-31,t为4-6和u为0-2;其中,y为钇。

优选地,a为43.2-66.9,b为2-7,c为7-12,d为20-28,e为2-5,f为2-4和g为0.1-0.8;

其中,h为58-62,k为19.5-20.5,m为5.5-6.5,n为3.5-4.5和o为9.5-10.5;

其中,p为51.7-56,r为9.5-10.5,s为29.5-30.5,t为4.5-5.5和u为0.5-1.8。

优选地,所述非金合金组合物包括非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ。

通过上述技术方案,本发明的非晶合金组合物由特定成分及其特定含量的金属组成,由其制备的非晶合金具有高强、高硬、高弹性、耐磨损、耐腐蚀、高表观质量以及各向同性的特性;采用本发明的压铸方法压铸的紧固件具有优异的耐蚀性能;另外,本发明的压铸方法工艺简单,易于实现近净成型,即可实现复杂件一体成型,精密件一次成型,无需cnc加工和热处理,此种合金及成型技术可为产品工程人员提供更好的设计自由度,为零部件实现小型化及多功能化提供了可能;以及本发明的紧固件能够应用在自锁垫圈上,特别是采用非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ,其含有金属zr,即,锆基非晶合金组合物,其具有表面自润滑性(可用表面粗糙度表征,例如,面粗糙度sa为0.2μm),相对于现有技术的不锈钢自锁垫片,不锈钢表面需加润滑油才会有更好的缩进效果,而由锆基非晶合金组合物压铸的紧固件应用于自锁垫圈上时,其表面的自润滑性取代了润滑油的作用。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

第一方面,本发明提供了一种紧固件,其中,该紧固件由非晶合金组合物ⅰ、非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ中的任意一种制成;

所述非晶合金组合物ⅰ的分子式为cuaalbnicmndzresifrg,其中,a为40-73,b为1-7,c为7-15,d为17-28,e为2-5,f为0-4和g为0-1;其中,r为稀土元素或铌;优选地,r为钇(y)、钆(gd)或铌(nb);

所述非晶合金组合物ⅱ的分子式为zrhtikcumninbeo,其中,h为56-64,k为19-21,m为5-7,n为3-5和o为9-11;

所述非晶合金组合物ⅲ的分子式为zrpalrcusnityu,其中,p为50-58,r为9-11,s为29-31,t为4-6和u为0-2;其中,y为钇(y)。

在本发明中,a为40-73,其表述的是cu的含量,例如,如果所述非晶合金组合物ⅰ的总重量为100重量份,则cu的含量a可以为40-73重量份;如果以所述非晶合金组合物ⅰ的总重量为基准,则cu的含量a可以为40-73重量%,也就是说,上述表述可以理解为:

所述非晶合金组合物ⅰ的分子式为cuaalbnicmndzresifrg,且以所述非晶合金组合物ⅰ的总重量为基准,cu的含量a可以为40-73重量%,al的含量b可以为1-7重量%,ni的含量c可以为7-15重量%,mn的含量d可以为17-28重量%,zr的含量e可以为2-5重量%,si的含量f可以为0-4重量%和r的含量g可以为0-1重量%;其中,r为钇、钆或铌;

所述非晶合金组合物ⅱ的分子式为zrhtikcumninbeo,且以所述非晶合金组合物ⅱ的总重量为基准,zr的含量h可以为56-64重量%,ti的含量k可以为19-21重量%,cu的含量m可以为5-7重量%,ni的含量n可以为3-5重量%和be的含量o可以为9-11重量%;

所述非晶合金组合物ⅲ的分子式为zrpalrcusnityu,且以所述非晶合金组合物ⅲ的总重量为基准,zr的含量p为50-58重量%,al的含量r为9-11重量%,cu的含量s为29-31重量%,ni的含量t为4-6重量%和y的含量u为0-2重量%;其中,y为钇。

根据本发明,所述非晶合金组合物的成分和含量满足上述所限定的范围,即可完成本发明的目的。但是,优选情况下,非晶合金组合物ⅰ、非晶合金组合物ⅱ和非晶合金组合物ⅲ由下述所限定的含量范围之内时,由其压铸成的紧固件的性能更好。也就是说,优选地,a为43.2-66.9,b为2-7,c为7-12,d为20-28,e为2-5,f为2-4和g为0.1-0.8;其中,h为58-62,k为19.5-20.5,m为5.5-6.5,n为3.5-4.5和o为9.5-10.5;其中,p为51.7-56,r为9.5-10.5,s为29.5-30.5,t为4.5-5.5和u为0.5-1.8。

也就是说,上述表述可以理解为:以所述非晶合金组合物ⅰ的总重量为基准,cu的含量a可以为43.2-66.9重量%,al的含量b可以为2-7重量%,ni的含量c可以为7-12重量%,mn的含量d可以为20-28重量%,zr的含量e可以为2-5重量%,si的含量f可以为2-4重量%和r的含量g可以为0.1-1.8重量%;

优选地,以所述非晶合金组合物ⅱ的总重量为基准,zr的含量h为58-62重量%,ti的含量k为19.5-20.5重量%,cu的含量m为5.5-6.5重量%,ni的含量n为3.5-4.5重量%和be的含量o为9.5-10.5重量%;

优选地,以所述非晶合金组合物ⅲ的总重量为基准,zr的含量p为51.7-56重量%,al的含量r为9.5-10.5重量%,cu的含量s为29.5-30.5重量%,ni的含量t为4.5-5.5重量%,y的含量u可以为0.5-1.8重量%。

根据本发明,优选地,所述非金合金组合物为非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ,非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ均含有金属锆(zr),即,锆基非晶合金组合物,其具有表面自润滑性,相对于现有技术的不锈钢自锁垫片,不锈钢表面需加润滑油才会有更好的缩进效果,而由锆基非晶合金组合物压铸的紧固件应用于自锁垫圈上时,其表面的自润滑性取代了润滑油的作用。

在本发明中的非晶合金组合物中,所述非晶合金组合物中的各组分在使用前可以混合保存,也可以各自独立保存。在优选的情况下,所述非晶合金组合物中的各组分在使用前各自独立保存。

第二方面,本发明提供了一种紧固件的压铸方法,其中,该压铸方法包括以下步骤:

(1)将非金合金组合物在真空熔炼炉中熔融,其中,所述非晶合金组合物为非晶合金组合物ⅰ、非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ中的任意一种;其中,

所述非晶合金组合物ⅰ的分子式可以为cuaalbnicmndzresifrg,其中,a为40-73,b为1-7,c为7-15,d为17-28,e为2-5,f为0-4和g为0-1;其中,r为稀土元素或铌;优选地,r为钇、钆或铌;

所述非晶合金组合物ⅱ的分子式为zrhtikcumninbeo,其中,h为56-64,k为19-21,m为5-7,n为3-5和o为9-11;

所述非晶合金组合物ⅲ的分子式为zrpalrcusnityu,其中,p为50-58,r为9-11,s为29-31,t为4-6和u为0-2;其中,y为钇。

在本发明中,a为40-73,其表述的是cu的用量,例如,如果所述非晶合金组合物ⅰ的总重量为100重量份,则cu的用量a可以为40-73重量份;如果以所述非晶合金组合物ⅰ的总重量为基准,则cu的含量a可以为40-73重量%,也就是说,上述表述可以理解为:

所述非晶合金组合物cu的含量a可以为40-73重量%,al的含量b可以为1-7重量%,ni的含量c可以为7-15重量%,mn的含量d可以为17-28重量%,zr的含量e可以为2-5重量%,si的含量f可以为0-4重量%和r的含量g可以为0-1重量%;

所述非晶合金组合物ⅱ的分子式为zrhtikcumninbeo,且以所述非晶合金组合物ⅱ的总重量为基准,zr的含量h可以为56-64重量%,ti的含量k可以为19-21重量%,cu的含量m可以为5-7重量%,ni的含量n可以为3-5重量%和be的含量o可以为9-11重量%;

所述非晶合金组合物ⅲ的分子式为zrpalrcusnityu,且以所述非晶合金组合物ⅲ的总重量为基准,zr的含量p为50-58重量%,al的含量r为9-11重量%,cu的含量s为29-31重量%,ni的含量t为4-6重量%和u为0-2。

(2)将熔融后的非晶合金组合物组合物压铸成非晶合金,再将所述非晶合金铸锭,然后在半固态压铸机中进行压铸。

根据本发明的压铸方法,所述非晶合金组合物的成分和含量满足上述所限定的范围,即可完成本发明的目的。但是,优选情况下,非晶合金组合物ⅰ、非晶合金组合物ⅱ和非晶合金组合物ⅲ由下述所限定的含量范围之内时,由其压铸成的紧固件的性能更好。也就是说,优选地,a为43.2-66.9,b为2-7,c为7-12,d为20-28,e为2-5,f为2-4和g为0.1-0.8;其中,h为58-62,k为19.5-20.5,m为5.5-6.5,n为3.5-4.5和o为9.5-10.5;其中,p为51.7-56,r为9.5-10.5,s为29.5-30.5,t为4.5-5.5和u为0.5-1.8。

也就是说,上述表述可以理解为:以所述非晶合金组合物ⅰ的总重量为基准,cu的含量a可以为43.2-66.9重量%,al的含量b可以为2-7重量%,ni的含量c可以为7-12重量%,mn的含量d可以为20-28重量%,zr的含量e可以为2-5重量%,si的含量f可以为2-4重量%和r的含量g可以为0.1-1.8重量%;

优选地,以所述非晶合金组合物ⅱ的总重量为基准,zr的含量h为58-62重量%,ti的含量k为19.5-20.5重量%,cu的含量m为5.5-6.5重量%,ni的含量n为3.5-4.5重量%和be的含量o为9.5-10.5重量%;

优选地,以所述非晶合金组合物ⅲ的总重量为基准,zr的含量p为51.7-56重量%,al的含量r为9.5-10.5重量%,cu的含量s为29.5-30.5重量%,ni的含量t为4.5-5.5重量%,y的含量u可以为0.5-1.8重量%;

根据本发明的压铸方法,优选地,所述非金合金组合物为非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ,非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ均含有金属锆(zr),即,锆基非晶合金组合物,其具有表面自润滑性,相对于现有技术的不锈钢自锁垫片,不锈钢表面需加润滑油才会有更好的缩进效果,而由锆基非晶合金组合物压铸的紧固件应用于自锁垫圈上时,其表面的自润滑性取代了润滑油的作用。

根据本发明的压铸方法,其中,在步骤(1)中,即,压铸前熔炼:

所述熔融包括预热阶段、加热阶段和保温阶段,其中,所述预热阶段的条件为在功率20-60kw的条件下预热3-20分钟;所述加热阶段的条件为在功率50-60kw的条件下加热至1000-1050℃;所述保温阶段的条件为在所述加热阶段的温度条件下保温3-8分钟。

在本发明中,虽然在上述的预热阶段、加热阶段和保温阶段所限定的条件下即可完成本发明的目的,但是,在优选情况下,能够获得更好的效果,即,优选地,在步骤(1)中:

所述熔融包括预热阶段、加热阶段和保温阶段,其中,所述预热阶段的条件为在功率40-50kw的条件下预热5-10分钟;所述加热阶段的条件为在功率50-55kw的条件下加热至1020-1050℃;所述保温阶段的条件为在所述加热阶段的温度条件下保温5-8分钟。

在本发明中,在步骤(1)中,将非金合金组合物在真空熔炼炉中熔融,其中,本发明对于真空熔炼炉没有具体限定,可以为本领域技术人员的常规选择。

根据本发明的压铸方法,其中,在步骤(2)中,所述压铸的条件包括:浇铸温度可以为900-1300℃;压铸压力可以为10-25mpa;保温时间可以为2-20s。

在本发明中,虽然在上述的压铸的条件下即可完成本发明的目的,但是,在优选情况下,能够获得更好的效果,即,优选地,在步骤(2)中,所述压铸的条件包括:浇铸温度为1000-1200℃;压铸压力为15-20mpa;保温时间为5-10s。

根据本发明的压铸方法,该压铸方法为在真空度为10pa以下进行,优选在5pa以下进行,然后将熔炉充满充氩气。在本发明中的非晶合金组合物中,所述非晶合金组合物中的各组分在使用前可以混合保存,也可以各自独立保存。在优选的情况下,所述非晶合金组合物中的各组分在使用前各自独立保存。

另外,在采用本发明的压铸方法制备紧固件中,可以直接使用非晶合金组合物来制备紧固件,也可以将非晶合金组合物经压铸成非晶合金,再使用非晶合金来制备紧固件,在本发明中,对此没有进行具体的限定,可以为本领域技术人员的常规选择。

在本发明中,在步骤(2)中,将熔融后的非晶合金组合物在压铸机中进行压铸,其中,本发明对于压铸机没有具体限定,可以为本领域技术人员的常规选择。

在本发明中,在步骤(2)中,将熔融后的非晶合金组合物在压铸机中进行压铸,其中,对于“压铸”实际上包括了“浇铸”和“压铸”两个过程,即,首先,需要将熔融后的非晶合金组合物浇铸在特定的所需要的模具中,进行所谓的“浇铸”过程,然后再将浇铸在模具中的非晶合金在一定的压力下压铸,进行所谓的“压铸”过程。本发明中所谓的“压铸”也是本领域技术人员所熟知的工艺,在此不再赘述。

第三方面,本发明提供了一种由上述的压铸方法制备的紧固件。

第四方面,本发明提供了上述所述的紧固件在自锁垫圈上的应用。

第五方面,本发明提供了一种非晶合金组合物在紧固件上的应用,其中,将所述非晶合金组合物压铸成非晶合金,再将所述非晶合金铸锭,然后在半固态压铸机中进行压铸成紧固件;

其中,所述非晶合金组合物包括非晶合金组合物ⅰ、非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ中的任意一种;

所述非晶合金组合物ⅰ的分子式可以为cuaalbnicmndzresifrg,其中,a为40-73,b为1-7,c为7-15,d为17-28,e为2-5,f为0-4和g为0-1;其中,r为稀土元素或铌;优选地,r为钇、钆或铌;

所述非晶合金组合物ⅱ的分子式为zrhtikcumninbeo,其中,h为56-64,k为19-21,m为5-7,n为3-5和o为9-11;

所述非晶合金组合物ⅲ的分子式为zrpalrcusnityu,其中,p为50-58,r为9-11,s为29-31,t为4-6和u为0-2;其中,y为钇。

在本发明中,a为40-73,其表述的是cu的用量,例如,如果所述非晶合金组合物ⅰ的总重量为100重量份,则cu的用量a可以为40-73重量份;如果以所述非晶合金组合物ⅰ的总重量为基准,则cu的含量a可以为40-73重量%,对于b、c、d、e、f、g、h、k、m、n、o、p、r、s、t等的表述如本发明上述所述,在此不再赘述。

根据本发明的应用,其中,所述非金合金组合物包括非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ。非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ均含有金属锆(zr),即,锆基非晶合金组合物,其具有表面自润滑性,相对于现有技术的不锈钢自锁垫片,不锈钢表面需加润滑油才会有更好的缩进效果,而由锆基非晶合金组合物压铸的紧固件应用于自锁垫圈上时,其表面的自润滑性取代了润滑油的作用。

采用本发明的压铸方法压铸的紧固件具有优异的耐腐蚀性;本发明的压铸方法工艺简单,易于实现近净成型,即可实现复杂件一体成型,加工精度高;特别是采用非晶合金组合物ⅱ或非晶合金组合物ⅲ,其含有金属zr,即,锆基非晶合金组合物,其具有表面自润滑性,由锆基非晶合金组合物压铸的紧固件应用于自锁垫圈上时,其表面的自润滑性取代了润滑油的作用。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例中,采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率。

具体的测试方法如下:

试验温度:35℃

喷雾方式:持续性喷雾

试验液浓度:5%nacl水溶液

试样大小:φ10×2mm

喷嘴压力:约为200kpa

测试结束后,立即取出试样,除掉背面保护模,按照iso8407规定的物理及化学方法取出腐蚀产物,在23℃下于20质量%分析纯级别的柠檬酸二铵(nh4)2hc6h5o7水溶液中浸泡10min。浸泡后,在室温下用清水清洗试样,干燥后称重,计算质量损失及腐蚀速率。

柠檬酸二铵(nh4)2hc6h5o7水溶液原料为天津光复公司纯度为99%以上的市售品。

实施例1

本实施例用于说明本发明的非晶合金组合物在紧固件上的应用,压铸方法及其制备的紧固件,以及该紧固件的应用。

(1)非金合金cu56al5ni12.5mn23zr2si1y0.5的制备

将56重量%的cu,5重量%的al,12.5重量%的ni,23重量%的mn,2重量%的zr,1重量%的si和0.5重量%的y进行混料后,经压机压铸而成非金合金cu56al5ni12.5mn23zr2si1y0.5;该非金合金的面粗糙度sa为0.25μm;

(2)真空熔炼:将上述非晶合金置于真空熔炼炉中,抽真空到5pa以下通入氩气,将炉体在25kw下预热3分钟,再在50kw下加热至1050℃,然后在1050℃下保温5分钟;

(3)压铸机压铸工艺:将熔融后的非晶合金组合物在压铸机中进行压铸,其中,浇铸温度为900℃;压铸压力为10mpa;保温时间为2s。

经压铸而成的紧固件,标记为s1,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.02157mm/a。

实施例2

本实施例用于说明本发明的非晶合金组合物在紧固件上的应用,压铸方法及其制备的紧固件,以及该紧固件的应用。

(1)非金合金cu56al5ni12.5mn22.5zr2si1y1的制备

将56重量%的cu,5重量%的al,12.5重量%的ni,22.5重量%的mn,2重量%的zr,1重量%的si和1重量%的y进行混料后,经压机压铸而成非金合金cu56al5ni12.5mn22.5zr2si1y1;该非金合金的面粗糙度sa为0.23μm;

(2)真空熔炼:将上述非晶合金置于真空熔炼炉中,抽真空到5pa以下通入氩气,将炉体在30kw下预热5分钟,再在50kw下加热至1020℃,然后在1020℃下保温5分钟;

(3)压铸机压铸工艺:将熔融后的非晶合金组合物在压铸机中进行压铸,其中,浇铸温度为1300℃;压铸压力为25mpa;保温时间为20s。

经压铸而成的紧固件,标记为s2,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.02561mm/a。

实施例3

本实施例用于说明本发明的非晶合金组合物在紧固件上的应用,压铸方法及其制备的紧固件,以及该紧固件的应用。

(1)非金合金zr60ti20cu6ni4be10的配制

将的60重量%zr,20重量%的ti,6重量%的cu,4重量%的ni和10重量%的be进行混料后,经压机压铸而成非金合金zr60ti20cu6ni4be10;

(2)真空熔炼:将上述非晶合金置于真空熔炼炉中,抽真空到5pa以下通入氩气,将炉体在35kw下预热8分钟,再在55kw下加热至1000℃,然后在1000℃下保温8分钟;

(3)压铸机压铸工艺:将熔融后的非晶合金组合物在压铸机中进行压铸,其中,浇铸温度为1000℃;压铸压力为18mpa;保温时间为10s。

经压铸而成的紧固件,标记为s3,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.00325mm/a。

实施例4

本实施例用于说明本发明的非晶合金组合物在紧固件上的应用,压铸方法及其制备的紧固件,以及该紧固件的应用。

(1)非金合金zr55al10cu30ni5的配制

将55重量%的zr,10重量%的al,30重量%的cu和5重量%的ni进行混料后,经压机压铸而成非金合金zr55al10cu30ni5;

(2)真空熔炼:将上述非晶合金置于真空熔炼炉中,抽真空到5pa以下通入氩气,将炉体在50kw下预热10分钟,再在45kw下加热至1030℃,然后在1030℃下保温5分钟;

(3)压铸机压铸工艺:将熔融后的非晶合金组合物在压铸机中进行压铸,其中,浇铸温度为1100℃;压铸压力为18mpa;保温时间为12s。

经压铸而成的紧固件,标记为s4,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.00891mm/a。

对比例1

按照与实施例1相同的压铸方法压铸紧固件,所不同的是,将非金合金cu56al5ni12.5mn23zr2si1y0.5替换为304不锈钢;

经加工而成的紧固件,标记为d1,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.042315mm/a。

对比例2

按照与实施例1相同的压铸方法压铸紧固件,所不同的是,将非金合金cu56al5ni12.5mn23zr2si1y0.5替换为304不锈钢+0.2%sic;

经加工而成的紧固件,标记为d2,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.056752mm/a。

对比例3

按照与实施例1相同的压铸方法压铸紧固件,所不同的是,将非金合金cu56al5ni12.5mn23zr2si1y0.5替换为405不锈钢;

经加工而成的紧固件,标记为d3,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.066148mm/a。

对比例4

按照与实施例1相同的压铸方法压铸紧固件,所不同的是,将非金合金cu56al5ni12.5mn23zr2si1y0.5替换为非晶合金fe60co20hf6nb2b12;

经压铸而成的紧固件,标记为d5,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.02881mm/a。

对比例5

按照与实施例1相同的压铸方法压铸紧固件,所不同的是,将非金合金cu56al5ni12.5mn23zr2si1y0.5替换为非金合金ni65cr5nd5p14b6mo5;

经压铸而成的紧固件,标记为d6,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.027616mm/a。

对比例6

按照与实施例1相同的压铸方法压铸紧固件,所不同的是,将非金合金cu56al5ni12.5mn23zr2si1y0.5替换为非金合金ti50si4cu20ni24b2;

经压铸而成的紧固件,标记为d7,以及将该紧固件应用在自锁垫圈上;以及采用gbt10125-2012测试腐蚀性能即腐蚀速率,结果腐蚀速率为0.027326mm/a。

通过上述实施例和对比例的结果可以看出,采用含有特定成分及其特定含量的非晶合金组合物经压铸而成的紧固件,以及将本发明的紧固件能够应用在自锁垫圈上,具有优异的耐蚀性能;特别是锆基非晶合金组合物,其表面的自润滑性取代了润滑油的作用,其耐腐蚀性能更加优良;另外,本发明的压铸方法工艺简单,易于实现近净成型,即可实现复杂件一体成型,精密件一次成型,无需cnc加工和热处理,此种合金及成型技术可为产品工程人员提供更好的设计自由度,为零部件实现小型化及多功能化提供了可能。

以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

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