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与型腔连通的通气口，通气口的侧壁上距离型腔设定距离处开设有与纵向轴心垂直的开孔，开孔中插入有销钉。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 cavity communicated with the mouth of the side wall of the vent on the distance from the cavity is provided with a set distance vertical hole with the longitudinal axis, a pin inserted in the hole. The vacuum bulk amorphous alloy casting method 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与所述型腔连通的通气口，所述通气口的侧壁上距离所述型腔设定距离处开设有与纵向轴心垂直的开孔，所述开孔中插入有销钉。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，在所述通气口的侧壁上距离型腔设定距离处开设与纵向轴心垂直的开孔，在所述开孔中插入销钉；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。通气口与型腔连通，通气口的侧壁上距离型腔设定距离处开设有开孔，开孔与与铜模本体的纵向轴心垂直，为圆柱孔，开孔中插入有销钉。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用侧插销钉，通过调节销钉的位置来控制吸铸过程中的通气流畅性。销钉与开孔的配合在吸铸过程中，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销钉位置的稳定性，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，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，在通气口的侧壁上距离型腔设定距离处开设与纵向轴心垂直的开孔，比如钻一个直径为2.5-3.5mm的圆柱小孔在开孔中插入与开孔匹配的销钉，通过调节销钉的位置来控制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销钉位置的稳定性，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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中一种具体实施方式所提供的真空吸铸法制备大块非晶合金的铜模的结构示意图；图2为图1中A-A处的结构示意图。附图中标记如下：1-熔炼凹腔、2-吸铸口、3-螺纹、4-铜模本体、5-型腔、6-销钉、7-通气口、8-固定螺母。具体实施方式本专利技术的核心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；本专利技术的另一核心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。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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)的下端开设有与所述型腔(5)连通的通气口(7)，所述通气口(7)的侧壁上距离所述型腔(5)设定距离处开设有与纵向轴心垂直的开孔，所述开孔中插入有销钉(6)。

【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)的下端开设有与所述型腔(5)连通的通气口(7)，所述通气口(7)的侧壁上距离所述型腔(5)设定距离处开设有与纵向轴心垂直的开孔，所述开孔中插入有销钉(6)。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，所述铜模本体(4)包括两块对称的半铜模。3.根据权利要求1-2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，所述吸铸口(2)预留于所述熔炼凹腔(1)底部1-3mm处。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，所述熔炼凹腔(1)为半凹球坩埚状，所述熔...

【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