由无定形金属制成的中空制品制造技术

本发明专利技术涉及一种用于产生由无定形金属制成的中空制品的方法。该方法包括以下步骤：a)提供适合于产生无定形金属的金属组合物，b)使根据步骤a)的组合物熔化，以便获得熔体，c)将根据步骤b)的熔体引入铸造模具的空腔中，铸造模具包括内芯，内芯的侧表面的至少一部分由分离元件围绕，并且分离元件不紧固到内芯，d)冷却铸造模具中的熔体，以便获得由无定形金属制成的成型部件，e)将内芯和分离元件从根据步骤d)的成型部件移除，以便获得由无定形金属制成的中空制品。本发明专利技术还涉及一种由无定形金属制成的中空制品，更具体地涉及一种由无定形金属制成的管。制成的管。制成的管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由无定形金属制成的中空制品
[0001]本专利技术涉及一种用于产生由无定形金属制成的中空制品的方法，并且涉及一种由无定形金属制成的中空制品。
[0002]无定形金属(也称作金属玻璃)可通过急冷金属熔体来在铸造过程期间获得。由于熔体的急冷，金属固化而没有任何规则晶格结构和/或晶界和相界。因此，无定形金属是其中各个原子不受长程有序限制而仅受短程有序限制的金属化合物。
[0003]就它们的机械、电气/电磁和化学性质而言，无定形金属有时与规则—换句话说结晶—金属显著不同。因此，无定形金属通常具有更大的硬度和强度，并且还具有增加的弹性和弯曲性。此外，无定形金属可具有高磁导率和轻微磁化/去磁。此外，大多数无定形金属证明是特别耐腐蚀的。由于无定形金属的非凡性质，它们用于例如医学技术中、航空航天技术中和运动装备中，或者安装在电动马达中。
[0004]无定形金属经常以直径小于一毫米的薄层或条带的形式产生。然而，原则上也可产生直径超过一毫米的无定形金属。无定形金属的特定最小直径以上，诸如例如>1mm，也可称为金属固体玻璃或块状金属玻璃(BMG)。
[0005]用于产生由无定形金属或块状金属玻璃制成的中空制品的方法原则上是在现有技术中已知的。在已知方法中，此类中空制品通过将合适的金属熔体引入其中布置有内芯的铸造模具的中空空间中来产生。一旦铸造模具被金属熔体完全填充，并且因此内芯的成形部件与熔体接触，熔体就急冷。条件被选择成使得熔体固化以形成无定形金属。
[0006]在冷却期间，铸造金属可收缩到工具部件上，即，金属的体积可通过冷却而改变，使得在无定形金属与工具部件之间可出现张力和/或固化。特别是在熔化温度和芯的温度彼此不同并且/或者在热膨胀中存在相当大差异时，出现这种情况。
[0007]在熔体已经冷却之后，必须将中空制品从铸造模具中脱模或射出。为此，内芯也必需从成型部件移除。由于金属的收缩，内芯的移除可能对中空制品的内表面造成呈划痕、凹槽或裂痕形式的损坏。在一些情况下，在不破坏中空制品或不机械地移除内芯的情况下，移除内芯是根本不可能的。
[0008]为了在脱模期间尽可能地避免损坏中空制品，在现有技术中使用具有模具斜度或脱模斜度的内芯或裂缝。使用具有模具斜度的内芯或裂缝导致所获得的中空制品的空腔的内径不是恒定的。如果期望空腔的内径恒定，则主体将需要相应地返工。由于无定形金属的硬度，此类返工特别复杂。此外，使用倾斜内芯限制了中空制品的几何形状或尺寸。特别地，空腔的长度或深度极大地受限。例如，当使用倾斜内芯或裂缝时，由无定形金属制成的管仅可以极短长度制造。此外，使用模具斜度无法始终防止金属表面在脱模期间损坏。
[0009]除了关于铸造中空制品的设计的所提及缺点之外，工具芯的材料还影响铸造过程的参数。通常，根据所用的芯材料，必须遵守某些最小参数，以便确保成型部件的顺利产生。例如，工具必须以某种方式预回火，以便考虑芯材料的热膨胀系数。在由钢制成的工具芯的情况下，例如，200℃的预温度不应显著不足，以便不会使脱模在熔体已经冷却之后更加困难。
[0010]期望提供一种用于产生由无定形金属制成的中空制品的方法，该方法不具有所提
及的缺点。
[0011]期望提供一种允许在铸造之后使中空制品更容易脱模的方法。此外，期望提供一种不依赖于倾斜内芯并且因此避免了中空制品的设计中的所附约束的方法。将特别有利的是能够产生由无定形金属制成的中空制品，诸如例如具有相对长或深空腔并且/或者具有恒定内径的管。可在没有大量返工的情况下获得此类中空制品也将是有利的。
[0012]本专利技术的目的是提供一种用于产生由无定形金属制成的中空制品的改进的至少一种另选方法。与此相关联，该目的是提供一种由无定形金属制成的改进的至少一种另选中空制品。
[0013]本专利技术的目的已经通过根据独立权利要求1所述的方法和根据独立权利要求13所述的中空制品实现。
[0014]本专利技术的一个方面涉及一种用于产生由无定形金属制成的中空制品的方法。该方法包括以下步骤：
[0015]a)提供适合于产生无定形金属的金属组合物，
[0016]b)使根据步骤a)的组合物熔化，以便获得熔体，
[0017]c)将步骤b)之后的熔体引入铸造模具的空腔中，
[0018]其中模具包括内芯，
[0019]其中内芯的侧表面的至少一部分由分离元件包围，并且
[0020]其中分离元件不附接到内芯，
[0021]d)冷却铸造模具中的熔体，以便获得由无定形金属制成的成型部件，
[0022]e)将内芯和分离元件从步骤d)之后的成型部件移除，以便获得由无定形金属制成的中空制品。
[0023]出于本专利技术的目的，“中空制品”是具有优选地呈孔、轮廓孔或穿孔形式的至少一个中空空间的主体。
[0024]出于本专利技术的目的，“无定形金属”是具有超过90％、优选地超过95％、特别优选地超过98％的无定形分数的金属。结晶分数可通过DSC确定为最大结晶焓(通过完全无定形参考样品的结晶确定)与样品中实际结晶焓的比。
[0025]铸造模具的“空腔”应理解为意指铸造模具的可被熔融金属填充的中空空间。铸造模具的空腔通过铸造模具、内芯和分离元件来预定，该分离元件包围内芯的侧表面的至少一部分而不附接到其。内芯和分离元件提供中空制品的中空空间的形状和尺寸。
[0026]结合步骤c)的“不附接”意指分离元件和内芯未通过紧固元件连接，不以型面配合的方式连接并且/或者在分离元件与内芯之间没有形成化学键。在一个优选实施方案中，分离元件松散地附接。例如，内芯处的分离元件可具有在0.05mm至1mm范围内，优选地在0.1mm至0.5mm范围内的间隙(在20℃的温度下)。在本专利技术的优选实施方案中，在内芯与分离元件之间不存在另外的层，诸如分离层。
[0027]令人惊讶地，专利技术人已经发现，分离元件在工具芯上的未附接安装显著简化了由无定形金属制成的铸造中空制品的脱模。分离元件在内芯的侧表面上的布置导致无定形金属与内芯之间的张力和/或接触减少或甚至没有。在无定形金属与分离元件之间主要存在张力和/或接触。在中空制品从铸造模具中脱模期间，内芯因此可在没有任何特殊努力的情况下被拉出或压出中空制品中的凹陷部。分离元件留在中空制品的内侧或内壁上，并且然
后可被移除。
[0028]因此，根据本专利技术的方法实现中空制品从工具，尤其是中空制品的中空空间从内芯的显著改善的脱模。因此，可产生具有高质量内表面的中空制品。此外，在根据本专利技术的方法中，当设计工具芯或分离元件时，可放弃使用脱模斜度，而不会在脱模期间对所产生的中空制品造成显著损坏。放弃工具芯上的脱模斜度继而在中空制品的设计中，特别是在中空制品的中空空间的设计中产生更多自由度。例如，可铸造由无定形金属制成的更长管。可铸造具有恒定内径并且/或者在内部没有脱模斜度的管。中空制品例如管的空腔的材料表面也可得到改善，因为内部需要更少地机加工或根本不需要机加工。以此方式，可增加生产过程的效率，并且/或者可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于产生由无定形金属制成的中空制品的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供适合于产生无定形金属的金属组合物，b)使根据步骤a)的所述组合物熔化，以便获得熔体，c)将步骤b)之后的所述熔体引入铸造模具的空腔中，其中所述模具包括内芯，其中所述内芯的侧表面的至少一部分由分离元件包围，并且其中所述分离元件不附接到所述内芯，d)冷却所述铸造模具中的所述熔体，以便获得由无定形金属制成的成型部件，e)将所述内芯和所述分离元件从步骤d)之后的所述成型部件移除，以便获得由无定形金属制成的中空制品。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离元件包含金属或合金，并且优选地由金属或合金制成。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述金属或所述合金选自由铜、铜合金、铝、铝合金、非合金和低合金钢、锌和锌合金组成的组，并且优选地选自由铜和铜合金组成的组。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述方法在步骤b)或c)之前包括将所述分离元件推到所述内芯上的步骤。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中步骤c)中的所述分离元件包围所述内芯的所述整个侧表面。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述内芯和/或所述分离元件不具有脱模斜度。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述步骤e)包括以下步骤：e1)将所述内芯从步骤d)之后的所述成型部件移除，以便获得由无定形金属制成的中空制品，所述中空制品在其内侧上具有所述分离元件，e2)将所述分离元件从所述中空制品的内部移除。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述内芯具有在5mm至100mm范围内，优选地在5mm至50mm范围内，更优选地在...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ，
申请(专利权)人：贺利氏非晶态金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：