一种非晶合金发箍圈及发箍及其制造方法_2

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] 其中,本发明的快速放电成型法(RDF)过程以第三TTT图为基准,使时间温度曲线 不碰触到第三TTT图中的晶化区。
[0041] 其中,本发明制造的非晶合金发箍圈的厚度为0.
[0042] 其中,本发明提及的立式或卧式压铸机的真空度为1(ΓΗογγ~1(Γ3?οι?·。
[0043] 其中,本发明步骤二的二次成型,通过快速放电成型法(RDF)对步骤一制得的非晶 合金发箍圈预成型件进行二次成型的具体步骤中,以电极作为冲头对步骤一制得的非晶合 金发箍圈预成型件施加的压力为lMPa~30MPa ;利用压力为0· lPa~5Pa的氮气或惰性气体吹 向发箍圈以对发箍圈进行冷却。
[0044] 实施例1。
[0045] 本实施例的一种非晶合金发箍圈,具体为,利用Zr-Cu-Ni-Al-Nb系锆基非晶合金 的合金锭制备非晶合金发箍圈。所制备的非晶合金发箍圈的维氏硬度为530,降伏强度为 1400MPa,弹性限度为2%,镍释放量为0. 015mg/cm2/week,抗腐蚀性为经受2000小时的盐 雾测试后非晶合金发箍圈的表面仍然良好无腐蚀。本实施例中,非晶合金发箍圈的厚度为 0.1mm 〇
[0046] 上述非晶合金发箍圈的制造方法,包括如下步骤: 步骤一,非晶合金发箍圈预成型件的制备:在真空度为K^torr的真空状态的保护下, 利用Zr-Cu-Ni-Al-Nb系锆基非晶合金的合金锭通过压铸成型法制备出非晶合金发箍圈预 成型件,具体包括如下步骤: 步骤(1 ),投料:将Zr-Cu-Ni-Al-Nb系锆基非晶合金合金锭放入立式压铸机的供料装 置,并由供料装置投入到立式压铸机的熔融装置中;立式压铸机的真空度为K^torr ;本实 施例中,Zr-Cu-Ni-Al-Nb系锆基非晶合金合金锭包括Zr金属、Cu金属、Ni金属、Al金属和 Ab金属,且Zr金属、Cu金属、Ni金属、Al金属和Ab金属的纯度均为99. 9%以上。
[0047] 步骤(2),熔融:利用感应加热的方式将Zr-Cu-Ni-Al-Nb系锆基非晶合金合金锭 熔融并形成熔汤,熔汤的温度为900°C ; 步骤(3),倒汤:将步骤二得到的熔汤倒入发箍圈预成型件模具浇口套中,然后以冲头 将熔汤注入发箍圈预成型件模具中;其中,冲头的速度为0,1 m/s ;发箍圈预成型件模具的 温度为200°C ;其中,在倒汤过程中,利用喷枪向发箍圈预成型件模具表面喷射氩气以达到 清洁发箍圈预成型件模具表面的熔汤碎屑的目的; 步骤(4),冷却:对步骤三中注入了熔汤的发箍圈预成型件模具进行冷却成型,得到非 晶合金发箍圈,冷却速度为l〇°K/s ;冷却时间为30秒; 步骤(5),产品取出:利用产品取出装置接住由发箍圈预成型件模具顶出的发箍圈预 成型件后再输送到产品出口,得到非晶合金发箍圈预成型件。
[0048] 其中,步骤(3)中的发箍圈预成型件模具为一模多穴的模具。
[0049] 其中,步骤(5)后,还包括步骤(6),将步骤(5)得到的非晶合金发箍圈预成型件进 行切割浇铸口和溢流口。
[0050] 步骤二,二次成型:通过热塑成型法(TPF)对步骤一制得的非晶合金发箍圈预成 型件进行二次成型的具体步骤为:利用感应线圈将步骤一制得的非晶合金发箍圈预成型件 加热至过冷液相区后,然后利用发箍圈模具将处于过冷液相区的非晶合金发箍圈预成型件 进行二次成型,得到非晶合金发箍圈。
[0051] 步骤三,对步骤二得到的非晶合金发箍圈进行滚筒研磨和抛光处理。其中,抛光处 理为镜面抛光处理。
[0052] 实施例2。
[0053] 本实施例的一种非晶合金发箍圈,具体为,利用Zr-Cu-Ni-Al-Ti系锆基非晶合 金的合金锭制备非晶合金发箍圈。所制备的非晶合金发箍圈的维氏硬度为400,降伏强度 为1800MPa,弹性限度为3%,镍释放量为0. 01mg/cm2/Week,抗腐蚀性为经受1000小时的盐 雾测试后非晶合金发箍圈的表面仍然良好无腐蚀。本实施例中,非晶合金发箍圈的厚度为 2mm 〇
[0054] 上述非晶合金发箍圈的制造方法,包括如下步骤: 步骤一,非晶合金发箍圈预成型件的制备:在氦气的保护下,利用Zr-Cu-Ni-Al-Ti系 锆基非晶合金的合金锭通过压铸成型法制备出非晶合金发箍圈预成型件,具体包括如下步 骤: 步骤(1),投料:将Zr-Cu-Ni-Al-Ti系锆基非晶合金合金锭放入卧式压铸机的供料装 置,并由供料装置投入到卧式压铸机的熔融装置中;本实施例中,卧式压铸机充入氦气进行 保护;本实施例中,Zr-Cu-Ni-Al-Ti系锆基非晶合金合金锭包括Zr金属、Cu金属、Ni金属、 Al金属和Ti金属,且Zr金属、Cu金属、Ni金属、Al金属和Ti金属的纯度均为99. 9%以上。
[0055] 步骤(2),熔融:利用感应加热的方式将Zr-Cu-Ni-Al-Ti系锆基非晶合金合金锭 熔融并形成熔汤,熔汤的温度为950°C ; 步骤(3),倒汤:将步骤二得到的熔汤倒入发箍圈预成型件模具浇口套中,然后以冲头 将熔汤注入发箍圈预成型件模具中;其中,冲头的速度为0. 5 m/s ;发箍圈预成型件模具的 温度为210°C ;其中,在倒汤过程中,利用喷枪向发箍圈预成型件模具表面喷射氮气以达到 清洁发箍圈预成型件模具表面的熔汤碎屑的目的; 步骤(4),冷却:对步骤三中注入了熔汤的发箍圈预成型件模具进行冷却成型,得到非 晶合金发箍圈,冷却速度为IO1KA ;冷却时间为28秒; 步骤(5),产品取出:利用产品取出装置接住由发箍圈预成型件模具顶出的发箍圈预 成型件后再输送到产品出口,得到非晶合金发箍圈预成型件。
[0056] 其中,步骤(3)中的发箍圈预成型件模具为一模多穴的模具。
[0057] 其中,步骤(5)后,还包括步骤(6),将步骤(5)得到的非晶合金发箍圈预成型件进 行切割浇铸口和溢流口。
[0058] 步骤二,二次成型:通过热塑成型法(TPF)对步骤一制得的非晶合金发箍圈预成 型件进行二次成型的具体步骤为:利用电阻丝将步骤一制得的非晶合金发箍圈预成型件加 热至过冷液相区后,然后利用发箍圈模具将处于过冷液相区的非晶合金发箍圈预成型件进 行二次成型,得到非晶合金发箍圈。
[0059] 步骤三,对步骤二得到的非晶合金发箍圈进行拉丝处理。
[0060] 实施例3。
[0061] 本实施例的一种非晶合金发箍圈,具体为,利用Zr-Cu-Co-Al-Nb系锆基非晶合金 的合金锭制备非晶合金发箍圈。所制备的非晶合金发箍圈的维氏硬度为600,降伏强度为 2000MPa,弹性限度为2. 5%,镍释放量为0mg/cm2/Week,抗腐蚀性为经受2000小时的盐雾测 试后非晶合金发箍圈的表面仍然良好无腐蚀。本实施例中,非晶合金发箍圈的厚度为1_。
[0062] 上述非晶合金发箍圈的制造方法,包括如下步骤: 步骤一,非晶合金发箍圈预成型件的制备:在氖气的保护下,利用Zr-Cu-Co-Al-Nb系 锆基非晶合金的合金锭通过压铸成型法制备出非晶合金发箍圈预成型件,具体包括如下步 骤: 步骤(1 ),投料:将Zr-Cu-Co-Al-Nb系锆基非晶合金合金锭放入卧式压铸机的供料装 置,并由供料装置投入到卧式压铸机的熔融装置中;本实施中,卧式压铸机充入氖气进行保 护;本实施例中,Zr-Cu-Co-Al-Nb系锆基非晶合金合金锭包括Zr金属、Cu金属、Co金属、Al 金属和Nb金属,且Zr金属、Cu金属、Co金属、Al金属和Nb金属的纯度均为99. 9%以上。
[0063] 步骤(2),熔融:利用感应加热的方式将Zr-Cu-Co-Al-Nb系锆基非晶合金合金锭 熔融并形成熔汤,熔汤的温度为1000°c ; 步骤(3),倒汤:将步骤二得到的熔汤倒入发箍圈预成型件模具浇口套中,然后以冲头 将熔汤注入发箍圈预成型件模具中;其中,冲头的速度为5 m/s ;发箍圈预成型件模具的温 度为250°C ;其中,在倒汤过程中,利用喷枪向发箍圈预成型件模具表面喷射氦气以达到清 洁发箍圈预成型件模具表面的熔汤碎屑的目的; 步骤(4),冷却:对步骤三中注入了熔汤的发箍圈预成型件模具进行冷却成型,得到非 晶合金发箍圈,冷却速度为l〇6K/s ;冷却时间为15秒; 步骤(5),产品取出:利用产品取出装置接住由发箍圈预成型件模具顶出的发箍圈预 成型件后再输送到产品出口,得到非晶合金发箍圈预成型件。
[0064] 其中,步骤(3)中的发箍圈预成型件模具为一模多穴的模具。
[0065] 其中,步骤(5)后,还包括步骤(6),将步骤(5)得到的非晶合金发箍圈预成型件进 行切割浇铸口和溢流口。
[0066] 步骤二,二次成型:通过快速放电成型法(RDF)对步骤一制得的非晶合金发箍圈 预成型件进行二次成型的具体步骤为:制作能成型发箍圈的的电极,通过电极释放电容中 储存的电能,利用电极将步骤一制得的非晶合金发箍圈预成型件加热到玻璃化转变温度 (Tg)与熔点温度(Tm)之间,然后以电极作为冲头对步骤一制得的非晶合金发箍圈预成型件 施加 IMPa的压力,并成型为发箍圈,然后利用压力为0,1Pa的氖气吹向发箍圈以对发箍圈 进行冷却,即得到非晶合金发箍圈。
[0067] 步骤三,对步骤二得到的非晶合金发箍圈进行PVD处理。
[0068] 实施例4。
[0069] 本实施例的一种非晶合金发箍圈,具体为,利用Zr-Cu-Co-Al-Ti系锆基非晶合 金的合金锭制备非晶合金发箍圈。所制备的非晶合金发箍圈的维氏硬度为500,降伏强度 为2300MPa,弹性限度为2. 2%,镍释放量为0mg/cm2/Week,抗腐蚀性为经受1500小时的盐 雾测试后非晶合金发箍圈的表面仍然良好无腐蚀。本实施例中,非晶合金发箍圈的厚度为 0. 5mm〇
[0070] 上述非晶合金发箍圈的制造方法,包括如下步骤: 步骤一,非晶合金发箍圈预成型件的制备:在氩气的保护下,利用Zr-Cu-Co-Al-Ti系 锆基非晶合金的合金锭通过压铸成型法制备出非晶合金发箍圈预成型件,具体包括如下步 骤: 步骤(1),投料:将Zr-Cu-Co-Al-Ti系锆基非晶合金合金锭放入立式压铸机的供料装 置,并由供料装置投入到立式压铸机的熔融装置中;本实施例中,立式压铸机充入氩气进行 保护;本实施例中,Zr-Cu-Co-Al-Ti系锆基非晶合金合金锭包括Zr金属、Cu金属、Co金属、 Al金属和Ti金属,且Zr金属、Cu金属、Co金属、Al金属和Ti金属的纯度均为99. 9%以上。
[0071] 步骤(2),熔融:利用感应加热的方式将Zr-Cu-Co-Al-Ti系锆基非晶合金合金锭 熔融并形成熔汤,熔汤的温度为1100°c ; 步骤(3),倒汤:将步骤二得到的熔汤倒入发箍圈预成型件模具浇口套中,然后以冲头 将熔汤注入发箍圈预成型件模具中;其中,冲头的速度为2 m/s ;发箍圈预成型件模具的温 度为230°C ;其中,在倒汤过程中,利用喷枪向发箍圈预成型件模具表面喷射氖气以达到清 洁发箍圈预成型件模具表面的熔汤碎屑的目的; 步骤(4),冷却:对步骤三中注入了熔汤的发箍圈预成型件模具进行冷却成型,得到非 晶合金发箍圈,冷却速度为l〇5K/s ;冷却时间为17秒; 步骤(5),产品取出:利用产品取出装置接住由发箍圈预成型件模具顶出的发箍圈预 成型件后再输送到产品出口,得到非晶合金发箍圈预成型件。
[0072] 其中,步骤(3)中的发箍圈预成型件模具为一模多穴的模具。
[0073] 其中,步骤(5)后,还包括步骤(6),将步骤(5)得到的非晶合金发箍圈预成型件进 行切割浇铸口和溢流口。
[0074] 步骤二,二次成型:通过快速放电成型法(RDF)对步骤一制得的非晶合金发箍圈 预成型件进行二次成型的具体步骤为:制作能成型发箍圈的的电极,通过电极释放电容中 储存的电能,利用电极将步骤一制得的非晶合金发箍圈预成型件加热到玻璃化转变温度 (Tg)与熔点温度(Tm)之间,然后以电极作为冲头对步骤一制得的非晶合金发箍圈预成型件 施加 IMPa的压力,并成型为发箍圈,然后利用压力为5Pa的氖气吹向发箍圈以对发箍圈进 行冷却,即得到非晶合金发箍圈。
[0075] 步骤三,对步骤二得到的非晶合金发箍圈进行先进行拉丝处理,再进行PVD处理。
[0076] 实施例5。
[0077] 本实施例的一种非晶合金发箍圈,具体为,利用Zr-Cu-Co-Al-Sn系锆基非晶合 金的合金锭制备非晶合金发箍圈。所制备的非晶合金发箍圈的维氏硬度为580,降伏强度 为1200MPa,弹性限度为2. 7%,镍释放量为Omg/cmVweek,抗腐蚀性为经受800小时的盐 雾测试后非晶合金发箍圈的表面仍然良好无腐蚀。本实施例中,非晶合金发箍圈的厚度为 1. 5mm〇
[0078] 上述非晶合金发箍圈的制造方法,包括如下步骤: 步骤一,非晶合金发箍圈预成型件的制备:在氮气的保护下,利用Zr-Cu-Co-Al-Sn系 锆基非晶合金的合金锭通过压铸成型法制备出非晶合金发箍圈预成型件,具体包括如下步 骤: 步骤(I ),投料:将Zr-Cu-Co-Al-Sn系锆基非
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