The invention discloses a method and a device for amorphous alloy based on Lorenz stress forming, the method comprises: amorphous alloy samples in induced current heating to the supercooled liquid region, while driving in Lorenz force deformation to mold cooling forming; induction current and Lorenz force generated by forming coil discharge. The induced current is arranged in a conductor forming coil around forming coil in the discharge process of induction, common Lorenz forming force of the magnetic field produced by the coil and the amorphous alloy samples by flow during the process of discharge induced current, conductor and amorphous alloy samples composed of inductive loop, so that the induced current flowing through the amorphous alloy. The heating, forming and cooling process of the amorphous alloy sample are completed once in a few millisecond pulse discharge time. It has the advantages of integration of temperature rising, forming and cooling.
【技术实现步骤摘要】
一种基于洛伦兹力的非晶合金成形方法及装置
本专利技术属于非晶合金材料成形制造领域,更具体地,涉及一种基于洛伦兹力的非晶合金成形方法及装置。
技术介绍
块体非晶合金(又称金属玻璃)是上世纪80年代末和90年代初发展起来的一种新型金属材料,兼具金属和玻璃双重性质,被认为是孕育着继钢铁、塑料之后第三次材料工业革命的新型工程材料。然而其室温脆性导致其通过传统的成形加工困难,从而制约了其广泛的应用。目前,非晶合金材料的成形主要采用铜模压铸和热塑性成形两种方法。一种是铜模铸造成形法,即将非晶合金熔体注入已加工好形状的铜模内,实现非晶零件的直接成形。但由于非晶熔体的流动性差,需要的冷却速率快,所以对非晶合金的玻璃成形能力要求高,同时成形件中容易产生空洞等缺陷。非晶合金成形的另一种方法是热塑性成形法,它是利用非晶合金在过冷液态区(玻璃化温度至晶化温度之间的温区)呈现出的粘滞流变特性,实现超塑性变形。由于非晶合金是一种亚稳态材料容易晶化,传统的利用加热炉加热方式升温速率慢,专利(CN201510870920)提出先通过电容器放电产生的脉冲电流流过非晶合金实现快速加热,当其升至预设成形温度(处于过冷液态区)后,再通过线圈放电产生磁场对非晶合金进行电磁成形。非晶合金的加热和成形分别进行,因此需要严格匹配非晶合金样件加热和电磁成形之间的时序,时序匹配不及时会造成非晶合金温升偏低,没有进入过冷液态区难以成形。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种非晶合金的洛伦兹力成形方法及装置,旨在解决现有技术中由于对非晶合金样件的加热和成形需要分开完成,对加热温度的调控以及成形时间的精确控制要 ...
【技术保护点】
一种基于洛伦兹力的非晶合金成形装置,其特征在于,所述成形装置包括:电容器(7)、开关(6)、充电模块(8)、成形线圈(1)、外导电通道(2),非晶合金样件(3)以及模具(5),所述充电模块(8)与所述电容器(7)构成充电回路,所述电容器(7)、开关(6)以及成形线圈(1)构成放电回路,所述外导电通道(2)与非晶合金样件(3)构成感应回路,所述成形线圈(1)设置在所述感应回路的内部;所述充电模块(8)对所述电容器(7)充电,然后闭合所述开关(6),充电后的电容器(7)对所述成形线圈(1)放电,所述外导电通道(2)产生相应的感应电流,所述非晶合金样件(3)在所述感应电流的作用下升温至过冷液态区,同时在所述充电后的电容器(7)对所述成形线圈(1)进行放电过程中成形线圈(1)产生磁场,所述磁场与所述非晶合金样件(3)中流过的感应电流的共同作用下产生洛伦兹力,使得升温至过冷液态区的非晶合金样件(3)在所述洛伦兹力的驱动下变形至所述模具(5)冷却成形。
【技术特征摘要】
1.一种基于洛伦兹力的非晶合金成形装置,其特征在于,所述成形装置包括:电容器(7)、开关(6)、充电模块(8)、成形线圈(1)、外导电通道(2),非晶合金样件(3)以及模具(5),所述充电模块(8)与所述电容器(7)构成充电回路,所述电容器(7)、开关(6)以及成形线圈(1)构成放电回路,所述外导电通道(2)与非晶合金样件(3)构成感应回路,所述成形线圈(1)设置在所述感应回路的内部;所述充电模块(8)对所述电容器(7)充电,然后闭合所述开关(6),充电后的电容器(7)对所述成形线圈(1)放电,所述外导电通道(2)产生相应的感应电流,所述非晶合金样件(3)在所述感应电流的作用下升温至过冷液态区,同时在所述充电后的电容器(7)对所述成形线圈(1)进行放电过程中成形线圈(1)产生磁场,所述磁场与所述非晶合金样件(3)中流过的感应电流的共同作用下产生洛伦兹力,使得升温至过冷液态区的非晶合金样件(3)在所述洛伦兹力的驱动下变形至所述模具(5)冷却成形。2.根据权利要求1所述的成形装置,其特征在于,所述外导电通道(2)的导电材料的电导率为(1~100)×106S/m,所述导电材料为铜或铝。3.根据权利要求1或2所述的成形装置,其特征在于,所述成形装置还包括:绝缘层,所述绝缘层位于所述模具(5)和所述非晶合金样件(3)之间,所述绝缘层用于促使所述感应电流流过所述非晶合金样件(3)。4.根据权利要求1或2所述的成形装置,其特征在于,所述成形线圈(1)根据所述非晶合金样件(3)的成形形状确定,所述成形线圈(1)为圆形线圈或跑道形线圈。5.一种基于洛伦兹力的非晶合金成形方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩小涛,吴泽霖,谌褀,曹全梁,李亮,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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