CN112974759B - 一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺 - Google Patents

一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺，采用Zr，Ti，Cu，Ni，Y作为原料制备非晶合金的中间体，采用成型设备对非晶合金的中间体进行压铸加工。该武器专用高强度非晶合金压铸工艺，通过在原料中添加Y可以有效提高非晶合金的中间体的稳定性和韧性，另外采用成型设备对非晶合金的中间体进行压铸加工，通过导料筒内部的注料孔向导料筒内部注入非晶合金的中间体，利用半导体制冷片对导料筒内部的非晶合金的中间体进行冷却，通过油液冷却器对模腔内部的材料进行瞬间冷却，进而完成对非晶合金材料的压铸成型，材料在压铸成型的时候具有一定的机械强度，保证成型件的表面质量，无需对成型件的表面进行后续精加工处理。

Description

一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺
技术领域
本发明涉及非晶合金技术领域，具体为一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺。
背景技术
非晶合金是采用现代快速凝固冶金技术合成的，兼有一般金属和玻璃优异的力学、物理和化学性能的新型非晶金属玻璃材料。这种材料是由金属原材料熔炼而成，其外观与一般金属一样具有光泽，表面看不出任何处别。非晶合金被称之为金属玻璃，但不是因为它象玻璃那样脆而透明，而是因为组成这种金属的内部原子排列象玻璃一样是长程无序的，是一种玻璃态结构。在一般情况下，金属合金如我们经常见到的钢铁、铜合金、铝合金等，在冷却过程中会结晶，材料内部原子会遵循一定的规则有序排列，这样凝固而成的合金就是晶态金属材料。
现有的非晶合金的中间体强度达不到作为武器的工艺要求，因此提出一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺是很有必要的。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺，解决了现有非晶合金的中间体强度达不到作为武器工艺要求的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺，具体包括以下步骤：
步骤一、采用Zr，Ti，Cu，Ni，Y作为原料制备非晶合金的中间体，采用成型设备对非晶合金的中间体进行加工；
步骤二、启动两个伺服电缸二的开关，利用两个伺服电缸二的驱动轴使上模块和下模块之间完成合模处理，打开真空泵开关，通过导气管使成型箱的内部呈现真空状态，接着将非晶合金的中间体加热熔融后，通过导料筒内部的注料孔向导料筒内部注入非晶合金的中间体，打开冷却套内部的半导体制冷片开关，利用半导体制冷片对导料筒内部的非晶合金的中间体进行冷却；
步骤三、启动伺服电缸一开关，伺服电缸一驱动轴的一端伸长，通过伺服电缸一驱动轴的一端推动推料块在导料筒的内部向下运动，推料块将导料筒内部的半固态金属材料注入浇注套的内部，打开下模块底部的油液冷却器开关，对下模块进行降温，最后半固体金属材料在上模腔和下模腔的内部完成填充，停止对下模块进行降温；
步骤四、通过两个伺服电缸二驱动轴的一端带动上模块与下模块之间进行脱模，同时伺服电缸一驱动轴的一端进行复位，下模块顶部的四个导柱分别从上模块的底部滑出，打开两个伺服电缸三开关，利用两个伺服电缸三驱动轴的一端推动两个顶料杆将下模腔内部的成型件顶出，成型件随着上模块向上运动，最后控制伺服电缸一驱动轴进行上下往复运动，使成型件与上模腔的内部脱离出来，完成对武器专用高强度非晶合金的压铸处理。
优选的，所述成型设备包括成型箱、上模块与下模块，所述成型箱的正面通过合页铰接有密封门，且成型箱的内部分别设置有上模块与下模块，所述成型箱的右侧固定连接有真空泵，且真空泵的进风口通过导气管与成型箱的内部连通。
优选的，所述成型箱内壁的顶部固定连接有伺服电缸一，且成型箱内壁顶部的两侧均固定连接有伺服电缸二，两个所述伺服电缸一驱动轴的一端分别与上模块顶部的两侧固定连接，且下模块的底部设置有油液冷却器，所述下模块顶部的四周均固定连接有导柱，且四个导柱的顶端分别与上模块底部的四周滑动连接。
优选的，所述上模块的顶部固定连接有导料筒，且导料筒的内部开设有注料孔，所述导料筒的底端连通有浇注套，所述上模块的底部开设有上模腔，且下模块的顶部开设有下模腔，所述浇注套的底端与上模腔的内部连通。
优选的，所述导料筒的内部滑动连接有推料块，所述伺服电缸一驱动轴的一端贯穿导料筒并延伸至导料筒的内部，且伺服电缸一驱动轴延伸至导料筒内部的一端与推料块的顶部固定连接。
优选的，所述导料筒的表面固定连接有冷却套，所述冷却套的内部设置有若干个半导体制冷片，且若干个半导体制冷片的冷端与导料筒的表面接触，所述冷却套的表面开设有若干个散热孔。
优选的，所述成型箱内壁底部的两侧均固定连接有伺服电缸三，且两个伺服电缸三驱动轴的一端均固定连接有顶料杆。
优选的，所述成型设备的工作方法如下：
启动两个伺服电缸二的开关，利用两个伺服电缸二的驱动轴使上模块和下模块之间完成合模处理，打开真空泵开关，通过导气管使成型箱的内部呈现真空状态，接着将非晶合金的中间体加热熔融后，通过导料筒内部的注料孔向导料筒内部注入非晶合金的中间体，打开冷却套内部的半导体制冷片开关，利用半导体制冷片对导料筒内部的非晶合金的中间体进行冷却；
启动伺服电缸一开关，伺服电缸一驱动轴的一端伸长，通过伺服电缸一驱动轴的一端推动推料块在导料筒的内部向下运动，推料块将导料筒内部的半固态金属材料注入浇注套的内部，打开下模块底部的油液冷却器开关，对下模块进行降温，最后半固体金属材料在上模腔和下模腔的内部完成填充，停止对下模块进行降温；
通过两个伺服电缸二驱动轴的一端带动上模块与下模块之间进行脱模，同时伺服电缸一驱动轴的一端进行复位，下模块顶部的四个导柱分别从上模块的底部滑出，打开两个伺服电缸三开关，利用两个伺服电缸三驱动轴的一端推动两个顶料杆将下模腔内部的成型件顶出，成型件随着上模块向上运动，最后控制伺服电缸一驱动轴进行上下往复运动，使成型件与上模腔的内部脱离出来，完成对武器专用高强度非晶合金的压铸处理。
(三)有益效果
本发明提供了一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺。与现有技术相比具备以下有益效果：
该武器专用高强度非晶合金压铸工艺，通过采用Zr，Ti，Cu，Ni，Y作为原料制备非晶合金的中间体，在原料中添加Y可以有效提高非晶合金的中间体的稳定性和韧性，另外采用成型设备对非晶合金的中间体进行压铸加工，通过导料筒内部的注料孔向导料筒内部注入非晶合金的中间体，打开冷却套内部的半导体制冷片开关，利用半导体制冷片对导料筒内部的非晶合金的中间体进行冷却，使熔融态的非晶合金的中间体变成半固态的形式，进而提高对非晶合金的中间体在成型时候的稳定性，并且半固态形式的材料在压铸成型的时候，具有一定的机械强度，不会因为温度过高而在出模后发生变形，有效避免了压铸成型件出现形状的改变，保证成型件的表面质量，无需对成型件的表面进行后续精加工处理，通过油液冷却器对模腔内部的材料进行瞬间冷却，进而得到非晶合金。
附图说明
图1为本发明成型设备结构的示意图；
图2为本发明导料筒结构的剖视图；
图3为本发明上模块与下模块结构的示意图。
图中，1、成型箱；2、上模块；3、下模块；4、真空泵；5、伺服电缸一；6、伺服电缸二；7、油液冷却器；8、导柱；9、导料筒；10、注料孔；11、浇注套；12、上模腔；13、下模腔；14、推料块；15、冷却套；16、半导体制冷片；17、伺服电缸三；18、顶料杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺，具体包括以下步骤：
步骤一、采用Zr，Ti，Cu，Ni，Y作为原料制备非晶合金的中间体，采用成型设备对非晶合金的中间体进行加工；
步骤二、启动两个伺服电缸二6的开关，利用两个伺服电缸二6的驱动轴使上模块2和下模块3之间完成合模处理，打开真空泵4开关，通过导气管使成型箱1的内部呈现真空状态，接着将非晶合金的中间体加热熔融后，通过导料筒9内部的注料孔10向导料筒9内部注入非晶合金的中间体，打开冷却套15内部的半导体制冷片16开关，利用半导体制冷片16对导料筒9内部的非晶合金的中间体进行冷却；
步骤三、启动伺服电缸一5开关，伺服电缸一5驱动轴的一端伸长，通过伺服电缸一5驱动轴的一端推动推料块14在导料筒9的内部向下运动，推料块14将导料筒9内部的半固态金属材料注入浇注套11的内部，打开下模块3底部的油液冷却器7开关，对下模块3进行降温，最后半固体金属材料在上模腔12和下模腔13的内部完成填充，停止对下模块3进行降温；
步骤四、通过两个伺服电缸二6驱动轴的一端带动上模块2与下模块3之间进行脱模，同时伺服电缸一5驱动轴的一端进行复位，下模块3顶部的四个导柱8分别从上模块2的底部滑出，打开两个伺服电缸三17开关，利用两个伺服电缸三17驱动轴的一端推动两个顶料杆18将下模腔13内部的成型件顶出，成型件随着上模块2向上运动，最后控制伺服电缸一5驱动轴进行上下往复运动，使成型件与上模腔12的内部脱离出来，完成对武器专用高强度非晶合金的压铸处理。
成型设备包括成型箱1、上模块2与下模块3，成型箱1的正面通过合页铰接有密封门，且成型箱1的内部分别设置有上模块2与下模块3，成型箱1的右侧固定连接有真空泵4，且真空泵4的进风口通过导气管与成型箱1的内部连通，成型箱1内壁的顶部固定连接有伺服电缸一5，且成型箱1内壁顶部的两侧均固定连接有伺服电缸二6，两个伺服电缸一5驱动轴的一端分别与上模块2顶部的两侧固定连接，且下模块3的底部设置有油液冷却器7，下模块3顶部的四周均固定连接有导柱8，且四个导柱8的顶端分别与上模块2底部的四周滑动连接，上模块2的顶部固定连接有导料筒9，且导料筒9的内部开设有注料孔10，导料筒9的底端连通有浇注套11，上模块2的底部开设有上模腔12，且下模块3的顶部开设有下模腔13，浇注套11的底端与上模腔12的内部连通，导料筒9的内部滑动连接有推料块14，伺服电缸一5驱动轴的一端贯穿导料筒9并延伸至导料筒9的内部，且伺服电缸一5驱动轴延伸至导料筒9内部的一端与推料块14的顶部固定连接，导料筒9的表面固定连接有冷却套15，冷却套15的内部设置有若干个半导体制冷片16，且若干个半导体制冷片16的冷端与导料筒9的表面接触，冷却套15的表面开设有若干个散热孔，成型箱1内壁底部的两侧均固定连接有伺服电缸三17，且两个伺服电缸三17驱动轴的一端均固定连接有顶料杆18。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
成型设备的工作原理，使用时，启动两个伺服电缸二6的开关，利用两个伺服电缸二6的驱动轴使上模块2和下模块3之间完成合模处理，打开真空泵4开关，通过导气管使成型箱1的内部呈现真空状态，接着将非晶合金的中间体加热熔融后，通过导料筒9内部的注料孔10向导料筒9内部注入非晶合金的中间体，打开冷却套15内部的半导体制冷片16开关，利用半导体制冷片16对导料筒9内部的非晶合金的中间体进行冷却；
启动伺服电缸一5开关，伺服电缸一5驱动轴的一端伸长，通过伺服电缸一5驱动轴的一端推动推料块14在导料筒9的内部向下运动，推料块14将导料筒9内部的半固态金属材料注入浇注套11的内部，打开下模块3底部的油液冷却器7开关，对下模块3进行降温，最后半固体金属材料在上模腔12和下模腔13的内部完成填充，停止对下模块3进行降温；
通过两个伺服电缸二6驱动轴的一端带动上模块2与下模块3之间进行脱模，同时伺服电缸一5驱动轴的一端进行复位，下模块3顶部的四个导柱8分别从上模块2的底部滑出，打开两个伺服电缸三17开关，利用两个伺服电缸三17驱动轴的一端推动两个顶料杆18将下模腔13内部的成型件顶出，成型件随着上模块2向上运动，最后控制伺服电缸一5驱动轴进行上下往复运动，使成型件与上模腔12的内部脱离出来，完成对武器专用高强度非晶合金的压铸处理。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、采用Zr，Ti，Cu，Ni，Y作为原料制备非晶合金的中间体，采用成型设备对非晶合金的中间体进行加工；
步骤二、启动两个伺服电缸二(6)的开关，利用两个伺服电缸二(6)的驱动轴使上模块(2)和下模块(3)之间完成合模处理，打开真空泵(4)开关，通过导气管使成型箱(1)的内部呈现真空状态，接着将非晶合金的中间体加热熔融后，通过导料筒(9)内部的注料孔(10)向导料筒(9)内部注入非晶合金的中间体，打开冷却套(15)内部的半导体制冷片(16)开关，利用半导体制冷片(16)对导料筒(9)内部的非晶合金的中间体进行冷却；
步骤三、启动伺服电缸一(5)开关，伺服电缸一(5)驱动轴的一端伸长，通过伺服电缸一(5)驱动轴的一端推动推料块(14)在导料筒(9)的内部向下运动，推料块(14)将导料筒(9)内部的半固态金属材料注入浇注套(11)的内部，打开下模块(3)底部的油液冷却器(7)开关，对下模块(3)进行降温，最后半固体金属材料在上模腔(12)和下模腔(13)的内部完成填充，停止对下模块(3)进行降温；
步骤四、通过两个伺服电缸二(6)驱动轴的一端带动上模块(2)与下模块(3)之间进行脱模，同时伺服电缸一(5)驱动轴的一端进行复位，下模块(3)顶部的四个导柱(8)分别从上模块(2)的底部滑出，打开两个伺服电缸三(17)开关，利用两个伺服电缸三(17)驱动轴的一端推动两个顶料杆(18)将下模腔(13)内部的成型件顶出，成型件随着上模块(2)向上运动，最后控制伺服电缸一(5)驱动轴进行上下往复运动，使成型件与上模腔(12)的内部脱离出来，完成对武器专用高强度非晶合金的压铸处理；
所述成型箱(1)内壁的顶部固定连接有伺服电缸一(5)，且成型箱(1)内壁顶部的两侧均固定连接有伺服电缸二(6)，两个所述伺服电缸一(5)驱动轴的一端分别与上模块(2)顶部的两侧固定连接，且下模块(3)的底部设置有油液冷却器(7)，所述下模块(3)顶部的四周均固定连接有导柱(8)，且四个导柱(8)的顶端分别与上模块(2)底部的四周滑动连接；
所述上模块(2)的顶部固定连接有导料筒(9)，且导料筒(9)的内部开设有注料孔(10)，所述导料筒(9)的底端连通有浇注套(11)，所述上模块(2)的底部开设有上模腔(12)，且下模块(3)的顶部开设有下模腔(13)，所述浇注套(11)的底端与上模腔(12)的内部连通；
所述导料筒(9)的表面固定连接有冷却套(15)，所述冷却套(15)的内部设置有若干个半导体制冷片(16)，且若干个半导体制冷片(16)的冷端与导料筒(9)的表面接触，所述冷却套(15)的表面开设有若干个散热孔。
2.根据权利要求1所述的一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺，其特征在于：所述成型设备包括成型箱(1)、上模块(2)与下模块(3)，所述成型箱(1)的正面通过合页铰接有密封门，且成型箱(1)的内部分别设置有上模块(2)与下模块(3)，所述成型箱(1)的右侧固定连接有真空泵(4)，且真空泵(4)的进风口通过导气管与成型箱(1)的内部连通。
3.根据权利要求1所述的一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺，其特征在于：所述导料筒(9)的内部滑动连接有推料块(14)，所述伺服电缸一(5)驱动轴的一端贯穿导料筒(9)并延伸至导料筒(9)的内部，且伺服电缸一(5)驱动轴延伸至导料筒(9)内部的一端与推料块(14)的顶部固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺，其特征在于：所述成型箱(1)内壁底部的两侧均固定连接有伺服电缸三(17)，且两个伺服电缸三(17)驱动轴的一端均固定连接有顶料杆(18)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种武器专用高强度非晶合金压铸工艺，其特征在于：所述成型设备的工作方法如下：
启动两个伺服电缸二(6)的开关，利用两个伺服电缸二(6)的驱动轴使上模块(2)和下模块(3)之间完成合模处理，打开真空泵(4)开关，通过导气管使成型箱(1)的内部呈现真空状态，接着将非晶合金的中间体加热熔融后，通过导料筒(9)内部的注料孔(10)向导料筒(9)内部注入非晶合金的中间体，打开冷却套(15)内部的半导体制冷片(16)开关，利用半导体制冷片(16)对导料筒(9)内部的非晶合金的中间体进行冷却；
启动伺服电缸一(5)开关，伺服电缸一(5)驱动轴的一端伸长，通过伺服电缸一(5)驱动轴的一端推动推料块(14)在导料筒(9)的内部向下运动，推料块(14)将导料筒(9)内部的半固态金属材料注入浇注套(11)的内部，打开下模块(3)底部的油液冷却器(7)开关，对下模块(3)进行降温，最后半固体金属材料在上模腔(12)和下模腔(13)的内部完成填充，停止对下模块(3)进行降温；
通过两个伺服电缸二(6)驱动轴的一端带动上模块(2)与下模块(3)之间进行脱模，同时伺服电缸一(5)驱动轴的一端进行复位，下模块(3)顶部的四个导柱(8)分别从上模块(2)的底部滑出，打开两个伺服电缸三(17)开关，利用两个伺服电缸三(17)驱动轴的一端推动两个顶料杆(18)将下模腔(13)内部的成型件顶出，成型件随着上模块(2)向上运动，最后控制伺服电缸一(5)驱动轴进行上下往复运动，使成型件与上模腔(12)的内部脱离出来，完成对武器专用高强度非晶合金的压铸处理。
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