一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，包括铜模本体，铜模本体包括若干块截面为扇形且可构成圆柱体的分铜模，分铜模的两端具有螺纹，铜模本体通过固定螺母将分铜模固定为整体铜模，铜模本体的纵向轴心处开设有型腔，铜模本体的上端开设有与型腔连通的熔炼凹腔，熔炼凹腔和型腔之间连通有吸铸口，铜模本体的下端开设有通气口，通气口与型腔之间具有安装槽，安装槽内安装有从上至下依次减缩且上端面与型腔下端面具有间隙的挡料块，挡料块的外侧壁上具有连通型腔和通气口的通气道。该铜模在吸铸过程中既能保持良好的通气又能防止漏料。本发明专利技术还公开了一种制备上述真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的制备方法。

A vacuum suction mold and preparation method of bulk amorphous alloy casting method

The invention discloses a vacuum suction casting method to prepare bulk amorphous alloy copper, including copper body, including a plurality of copper copper body section is capable of forming a fan-shaped cylinder, both ends of the mold has a thread copper body through the fixed nut will be fixed for the whole mold mold, copper mold at the longitudinal axis of the body is provided with a cavity, the upper body is provided with copper smelting cavity communicated with the cavity, a suction casting mouth is communicated between the melting cavity and the cavity, the lower mold body is provided with a ventilation port installation groove has between vent and cavity, are installed in the installation groove from top to bottom and reduction the upper end and lower end faces of the cavity gap stopper, retaining the lateral wall material blocks is communicated with airway cavity and vent. In the copper mold suction casting process can maintain good ventilation to prevent leakage. The invention also discloses a preparation method for preparing the bulk amorphous alloy vacuum suction casting process of copper.

【技术实现步骤摘要】
一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模及其制备方法
本专利技术涉及功能材料、材料加工、材料成型与制备等多个领域，特别是涉及一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模。此外，本专利技术还涉及一种制备上述真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的制备方法。
技术介绍
大块非晶合金非晶合金具备许多优异性能，如高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等。大块体非晶合金材料的迅速发展，为材料科研工作者和工业界研究开发高性能的功能材料和结构材料提供了十分重要的机会和巨大的开拓空间。目前，块体非晶合金的研究方向主要集中在制备、性能和稳定性方面，而它的一个制备方法主要采用的是铜模真空吸铸法。制备大块非晶合金最普遍、最实用的方法就是真空吸铸法。该方法最大一个优势在于其工艺过程中控制因素比较少，只有熔体温度、吸入速度等，所以能相对简便地制备出块体非晶合金。其制备的工艺过程是：首先，将熔化腔抽成真空，并在充入氩气做保护气体的情况下，利用电弧熔炼的方法将配置完好的母合金融化，要重复融化3-5次，待其熔化均匀后，再利用熔化腔与铜模之间的产生的气压差，将融化态母合金吸入铜模；由于铜模及其外侧循环冷却水的共同作用下产生极大的冷却速率，使得液态母合金迅速冷却，从而来制备出所需要的大块非晶合金。然而，目前我们所用的铜模真空吸铸法制备大块非晶合金时，铜模底部加工的螺纹孔与螺钉之间的配合使得在使用过程中经常一些问题，比如：当螺纹孔与螺钉过盈或过渡配合时，吸铸过程中会由于通气不畅而导致液态母合金充型不完整或空心化等问题；当螺纹孔与螺钉间隙配合时，若间隙过大会导致吸铸过程中螺钉容易脱落，这样可能会漏料导致吸铸管道堵塞，从而使得设备损坏或漏气严重，而当间隙比较合适时又会给我们的加工要求增加一定的难度。综上所述，如何提供一种铜模使其在吸铸过程中既能保持良好的通气又能防止漏料，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，该真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模在吸铸过程中既能保持良好的通气又能防止漏料；本专利技术的另一目的是提供一种制备上述真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，包括铜模本体，所述铜模本体包括若干块截面为扇形且可构成圆柱体的分铜模，所述分铜模的两端具有螺纹，所述铜模本体通过固定螺母将所述分铜模固定为整体铜模，所述铜模本体的纵向轴心处开设有型腔，所述铜模本体的上端开设有与所述型腔连通的熔炼凹腔，所述熔炼凹腔和所述型腔之间连通有吸铸口，所述铜模本体的下端开设有通气口，所述通气口与所述型腔之间具有安装槽，所述安装槽内安装有从上至下依次减缩且上端面与所述型腔下端面具有间隙的挡料块，所述挡料块的外侧壁上具有连通所述型腔和所述通气口的通气道。优选地，所述挡料块为圆台，所述挡料块的上部外侧壁处和下部外侧壁处具有周向间断分布的台阶面，所述台阶面的外侧与所述安装槽的内壁接触。优选地，所述挡料块的上部台阶面和所述挡料块的下部台阶面错开分布。优选地，所述台阶面的厚度为0.5-0.7mm，所述挡料块上端面与所述型腔下端面的间隙大小为0.2-0.5mm。优选地，所述铜模本体包括两块对称的半铜模。优选地，所述吸铸口预留于所述熔炼凹腔底部1-3mm处。优选地，所述熔炼凹腔为半凹球坩埚状，所述熔炼凹腔的直径与所述铜模本体的外径相同。优选地，所述型腔、所述吸铸口、所述熔炼凹腔以及所述通气口的轴线重合。本专利技术还提供一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的制备方法，包括步骤：将圆柱形铜胚加工成设定尺寸的铜模本体，在所述铜模本体的两端加工出螺纹；将所述铜模本体沿纵向轴心切割成若干块分铜模，在所述铜模本体的两端螺纹处用固定螺母固定；在所述铜模本体的下端加工通气口，在所述通气口与所述型腔之间开设安装槽，在挡料块的外侧壁上加工连通所述型腔和所述通气口的通气道，所述挡料块从上至下依次减缩，将所述挡料块安装于所述安装槽内，且所述挡料块的上端面与所述型腔下端面具有间隙；在所述铜模本体的上端加工熔炼凹腔，在熔炼凹腔底部加工吸铸口；将所述固定螺母拧下，在每块所述分铜模上沿纵向轴心方向加工出型腔。优选地，所述将所述铜模本体沿纵向轴心切割成若干块分铜模具体为用线切割将所述铜模本体切割成对称的两块半铜模。本专利技术所提供的真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，包括铜模本体，铜模本体包括若干块分铜模，分铜模的截面为扇形，若干块分铜模可构成圆柱体。每块分铜模的两端的外侧具有螺纹，也就是铜模本体的两端具有螺纹，铜模本体通过固定螺母将分铜模固定为整体铜模。铜模本体的纵向轴心处开设有型腔，型腔的形状不受限制，具体形状可以根据实际应用情况而定。铜模本体的上端开设有熔炼凹腔，熔炼凹腔与型腔连通，熔炼凹腔和型腔之间连通有吸铸口。铜模本体的下端开设有通气口，通气口与型腔之间具有安装槽，安装槽内安装有挡料块，挡料块从上至下依次减缩，可以为锥体，也可以为圆台体，还可以为其它适宜的形状，挡料块的上表面封闭，物料不能通过。挡料块的上端面与型腔的下端面支架具有间隙，能够使气体顺利穿过。挡料块的外侧壁上具有通气道，通气道连通型腔和通气口，让气体从型腔通过通气道到达通气口，从通气口排出。本专利技术所提供的真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，将传统铜模底部的螺钉与螺纹孔改成带有通气道的挡料块，在吸铸过程中，既能保证保持良好的通气，控制吸铸过程中的通气流畅性；又能保证母合金不容易漏到吸铸管道损坏设备，防止漏料；还能保证吸铸过程中挡料块位置的稳定性，不易脱落，吸铸出的非晶合金均匀致密、性能稳定、形状完整。本专利技术还提供一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的制备方法，包括步骤：将圆柱形铜胚加工成设定尺寸的铜模本体，铜模本体可以由紫铜圆柱机加工制备而成，设定尺寸可以按非自耗真空电弧炉水冷铜模腔尺寸确定，尺寸较为匹配。在铜模本体的两端加工出螺纹，和与螺纹匹配的固定螺母，用于后续固定使用。将铜模本体沿纵向轴心切割成若干块分铜模，具体数量不受限制，可以根据具体使用情况而定。在铜模本体的两端螺纹处用固定螺母固定，将分铜模紧固为整体铜模。在铜模本体的下端加工通气口，在通气口与型腔之间开设安装槽，在挡料块的外侧壁上加工通气道，通气道连通型腔和通气口，挡料块从上至下依次减缩，将挡料块安装于安装槽内，保证物料不会堵塞通气口。挡料块的上端面与型腔下端面具有间隙，使型腔的气体顺利从间隙流出，通过通气道保证吸铸过程中的通气流畅性。在铜模本体的上端加工熔炼凹腔，在熔炼凹腔底部加工吸铸口，具体的，可以在上端沿轴心向下加工与铜模本体外径大小的凹球型坩埚状熔炼凹腔，沿轴心从圆锥顶向下加工圆孔状吸铸口直达坩埚状型腔底以下1-3mm。将固定螺母拧下，分开若干块分铜模，在每块分铜模上根据铜模腔尺寸沿纵向轴心方向加工出所需要形状的型腔。本专利技术所提供的真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的制备方法，既能保证保持良好的通气，又能保证母合金不容易漏到吸铸管道损坏设备，防止漏料；还能保证吸铸过程中挡料块位置的稳定性，不易脱落，吸铸出的非晶合金均匀致密、性能稳定、形状完整。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，其特征在于，包括铜模本体(4)，所述铜模本体(4)包括若干块截面为扇形且可构成圆柱体的分铜模，所述分铜模的两端具有螺纹(3)，所述铜模本体(4)通过固定螺母(8)将所述分铜模固定为整体铜模，所述铜模本体(4)的纵向轴心处开设有型腔(5)，所述铜模本体(4)的上端开设有与所述型腔(5)连通的熔炼凹腔(1)，所述熔炼凹腔(1)和所述型腔(5)之间连通有吸铸口(2)，所述铜模本体(4)的下端开设有通气口(7)，所述通气口(7)与所述型腔(5)之间具有安装槽，所述安装槽内安装有从上至下依次减缩且上端面与所述型腔(5)下端面具有间隙(9)的挡料块(6)，所述挡料块(6)的外侧壁上具有连通所述型腔(5)和所述通气口(7)的通气道(62)。

【技术特征摘要】
1.一种真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，其特征在于，包括铜模本体(4)，所述铜模本体(4)包括若干块截面为扇形且可构成圆柱体的分铜模，所述分铜模的两端具有螺纹(3)，所述铜模本体(4)通过固定螺母(8)将所述分铜模固定为整体铜模，所述铜模本体(4)的纵向轴心处开设有型腔(5)，所述铜模本体(4)的上端开设有与所述型腔(5)连通的熔炼凹腔(1)，所述熔炼凹腔(1)和所述型腔(5)之间连通有吸铸口(2)，所述铜模本体(4)的下端开设有通气口(7)，所述通气口(7)与所述型腔(5)之间具有安装槽，所述安装槽内安装有从上至下依次减缩且上端面与所述型腔(5)下端面具有间隙(9)的挡料块(6)，所述挡料块(6)的外侧壁上具有连通所述型腔(5)和所述通气口(7)的通气道(62)。2.根据权利要求1所述的真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，其特征在于，所述挡料块(6)为圆台，所述挡料块(6)的上部外侧壁处和下部外侧壁处具有周向间断分布的台阶面(61)，所述台阶面(61)的外侧与所述安装槽的内壁接触。3.根据权利要求2所述的真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，其特征在于，所述挡料块(6)的上部台阶面(61)和所述挡料块(6)的下部台阶面(61)错开分布。4.根据权利要求3所述的真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，其特征在于，所述台阶面(61)的厚度为0.5-0.7mm，所述挡料块(6)上端面与所述型腔(5)下端面的间隙(9)大小为0.2-0.5mm。5.根据权利要求1-4任一项所述的真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模，其特征在于，所述铜模本体(4)包括两块对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文武，陶平均，杨元政，涂其，李东洋，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44