专利名称：真空气压铸造大块非晶合金装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铸造技术，具体地说是一种真空气压铸造大块非晶合金设备。
非晶态合金具有金属难以达到的高强度，高硬度，高延展性，高磁导率，高耐蚀性等优点，具有非常广阔的应用前景，引起了材料科学家的极大兴趣与密切关注。但是非晶态合金的制备是由液态金属或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，目前非晶合金只能是片、箔、条带和粉末，最新研制出了熔体凝固方法制备块状非晶合金，其中水淬法是将熔化的母合金直接淬入冷却介质中，例如，干冰，液氮，水，主要是提高冷却速度。也有用石英喷嘴将熔化的母合金直接淬入水中，但是石英管导热慢，淬入的母合金难以冷却下来，不易形成块状非晶；采用直接喷铸法，熔化的母合金直接向冷却介质中淬入，其不足是形状很难控制，并表面氧化严重，同时冷却介质对熔化的母合金有一定的阻力。另外，还有一种铜模铸造法是将熔化的母合金通过气压吸入铜模中形成块状非晶合金。其不足是1.喷嘴底部开口，大小很难控制，而不同母合金表面的张力有所不同，准确地设定喷嘴底部开口直径是一个难点；2.如果喷嘴开口处不堵死，真空体与喷嘴内的压差很不容易控制，这样熔化的母合金在铸造过程中真空体与喷嘴的压差很接近，将造成流速减慢，从而导致冷却速度降低。
为了克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种冷却速度高，工艺简单，操作容易的真空气压铸造大块非晶合金装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是包括真空室、真空装置、组合夹具、高频感应线圈、导流管、铜模、气体导入管，其特征在于其中带有石英喷嘴的组合夹具通过法兰安装在真空室里，在真空室设一抽气口与真空装置连接，设一进气口经气体导入管与气源相通，组合夹具上的气口通过管路与气体导入管相连；在真空室里套装高频感应线圈于石英喷嘴处，另设导流管于组合夹具和铜模之间，铜模安装在底板上；所述组合夹具包括石英喷嘴、主体、盖、塞杆，其中所述石英喷嘴通过固定螺丝安装在带有法兰的主体上，其底部带有延长部分，所述塞杆穿过主体至石英喷嘴底部，同主体用盖封装，在所述主体上设有气口，于法兰下方，与气体导入管相连；所述真空装置由扩散泵、机械泵组成，其中扩散泵带有真空表安装于真空室的抽气口处，扩散泵后加装机械泵；所述固定螺丝与主体之间设有密封圈。
本实用新型具有如下优点1.具有射流控制能力。喷嘴底部开口过大熔化的母合金很容易自流，开口过小冷速达不到要求，本实用新型将喷嘴底部用塞杆塞死，操作方便，解决了快凝铸入制备块状非晶合金喷嘴的射流控制问题。
2.由于本实用新型采用了带塞杆的组合夹具，可以人为控制铸入时间，铸入压力，铸入温度。
3.射流稳定。在设计喷嘴时，本实用新型将喷嘴底部部分加长，形成稳流，当熔化的液体从嘴部流出时造成射流集中，稳定。
4.射流无误差。本实用新型采用导流管减去了升降机械动作时造成的误操作，通过导流管熔化的母合金很容易准确地铸入铜模中。
5.易形成大的压差。本实用新型采用两个真阀一套管路，解决了喷嘴内抽真空与加气体的矛盾，很容易形成真空体与喷嘴较大的压差。
6.实施本实用新型熔化的母合金采用正压(压力可指示，同时可调整)直接铸入喷嘴中，加快了熔化的母合金的流速。
图1为本实用新型结构示意图。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，包括真空室、真空装置、组合夹具、高频感应线圈、导流管、铜模、气体导入管，其特征在于带有石英喷嘴的组合夹具3通过法兰安装在真空室1里，在真空室1设一抽气口与真空装置2连接，设一进气口通过直阀A4、B4′控制，经气体导入管5与设有正压表、氧压表的气源6相通，组合夹具3上的气口通过管路与气体导入管5相连；在真空室1里套装高频感应线圈7于石英喷嘴处，另设导流管8于组合夹具3和铜模9之间，铜模9安装在底板10上。
所述组合夹具包括石英喷嘴32、主体37、盖38、塞杆39，其中所述石英喷嘴32通过固定螺丝33安装在带有法兰36的主体37上，其底部带有延长部分31，所述塞杆39穿过主体37至石英喷嘴32底部，同主体37用盖38封装，在所述主体37上设有气口35，于法兰36下方，并通过管路与气体导入管5相连。
所述真空装置2由扩散泵21、机械泵23组成，其中扩散泵21带有真空表22安装于真空室1的抽气口处，扩散泵21后加装机械泵23。
所述固定螺丝33与主体37之间设有密封圈34。
本实用新型的工作过程如下首先将母合金装入带有塞杆39的石英喷嘴32中，用塞杆39将喷嘴32塞死，关真阀A4，开真阀B4′，起动真空装置2，抽真空体1和石英管喷嘴32内的真空；当真空度达到要求时，开高频感应设备，通过高频感应线圈7熔化母合金，熔化后关真阀B4′，开真阀A4，给石英喷嘴32铸入正压，人为控制铸入时间，铸入温度，铸入压力；当真空室1与石英喷嘴32产生一定的压差后，提起塞杆39，熔化的母合金将高速铸入铜模中，形成大体积的非晶合金。
权利要求1.一种真空气压铸造大块非晶合金装置，包括真空室、真空装置、组合夹具、高频感应线圈、导流管、铜模、气体导入管，其特征在于其中带有石英喷嘴的组合夹具(3)通过法兰安装在真空室(1)里，在真空室(1)设一抽气口与真空装置(2)连接，设一进气口经气体导入管(5)与气源(6)相通，组合夹具(3)上的气口通过管路与气体导入管(5)相连；在真空室(1)里套装高频感应线圈(7)于石英喷嘴处，另设导流管(8)于组合夹具(3)和铜模(9)之间，铜模(9)安装在底板(10)上。
2.按照权利要求1所述真空气压铸造大块非晶合金装置，其特征在于所述组合夹具包括石英喷嘴(32)、主体(37)、盖(38)、塞杆(39)，其中所述石英喷嘴(32)通过固定螺丝(33)安装在带有法兰(36)的主体(37)上，其底部带有延长部分(31)，所述塞杆(39)穿过主体(37)至石英喷嘴(32)底部，同主体(37)用盖(38)封装，在所述主体(37)上设有气口(35)，于法兰(36)下方，与气体导入管(5)相连。
3.按照权利要求1所述真空气压铸造大块非晶合金装置，其特征在于所述真空装置(2)由扩散泵(21)、机械泵(23)组成，其中扩散泵(21)带有真空表(22)安装于真空室(1)的抽气口处，扩散泵(21)后加装机械泵(23)。
4.按照权利要求2所述真空气压铸造大块非晶合金装置，其特征在于所述固定螺丝(33)与主体(37)之间设有密封圈(34)。
专利摘要本实用新型一种真空气压铸造大块非晶合金装置。包括真空室、真空装置、组合夹具、高频感应线圈、导流管、铜模、气体导入管,带有石英喷嘴的组合夹具通过法兰安装在真空室里,在真空室设一抽气口与真空装置连接,设一进气口经气体导入管与气源相通,又组合夹具上的气口通过管路与气体导入管相连;在真空室里套装高频感应线圈于石英喷嘴处,另设导流管于组合夹具和铜模之间,铜模安装在底板上。它冷却速度高,工艺简单,操作容易。
文档编号B22D17/00GK2399132SQ99250780
公开日2000年10月4日 申请日期1999年12月24日 优先权日1999年12月24日
发明者张凤军, 徐民, 孙文声, 杨耀库, 全明秀 申请人:中国科学院金属研究所