本發(fā)明屬于金屬材料制件加工領(lǐng)域,具體涉及一種非晶合金制件的加工方法。
背景技術(shù):
非晶合金材料是近年來(lái)研究最多的新型金屬材料之一,非晶合金因其微觀結(jié)構(gòu)短程有序長(zhǎng)程無(wú)序的特點(diǎn),具備高硬度、高強(qiáng)度、好的成型能力等優(yōu)點(diǎn)。非晶合金因其本身優(yōu)良特性,在許多行業(yè)中逐漸取代傳統(tǒng)金屬材料。在手機(jī)、平板電腦等電子電器制造領(lǐng)域中,隨著電子產(chǎn)品逐漸輕薄化、穿戴式電子產(chǎn)品的興起,電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越薄,結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。相比起傳統(tǒng)材料,如不銹鋼在成型能力上的局限,又如鋁合金在強(qiáng)度上的缺陷,非晶合金材料能夠直接利用現(xiàn)有技術(shù)中的壓鑄工藝進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成型,在制備出超薄結(jié)構(gòu)件的同時(shí)又能夠保證結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度。
盡管非晶合金材料具有優(yōu)異的成型性,但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,非晶合金材料往往需要根據(jù)針對(duì)所開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在鑄造出來(lái)毛坯件以后進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)加工,如鉆孔、在制件內(nèi)部加設(shè)空腔、在外側(cè)加工出模具精度難以達(dá)到的特異形狀,用于滿(mǎn)足產(chǎn)品整體裝配的需求以及外觀設(shè)計(jì)的需求。在對(duì)非晶合金制件進(jìn)行機(jī)械精細(xì)加工的過(guò)程中,正是由于非晶合金材料具備高硬度高強(qiáng)度的特點(diǎn),使得機(jī)械精細(xì)加工尤其困難,主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面:
1、非晶合金一旦成型,由于具有過(guò)于穩(wěn)定的物化性質(zhì),如鋯基非晶合金和銅基非晶合金可達(dá)到維氏硬度500(HV3.0)以上,鐵基、非晶合金可以達(dá)到更高,這樣對(duì)機(jī)械加工的刀具就提出的挑戰(zhàn),如利用現(xiàn)有刀具或者CNS進(jìn)行鉆孔攻牙,絲錐和CNC刀頭的損耗率非常高,導(dǎo)致加工工藝的成本居高不下而且加工過(guò)程會(huì)影響到非晶合金制件尺寸穩(wěn)定性,導(dǎo)致產(chǎn)品良率低。
2、精細(xì)加工幾乎沒(méi)有可能,尤其是針對(duì)非晶合金制件內(nèi)腔的精細(xì)化加工。
3、非晶合金制件一旦成型以后,為保持其特有的非晶態(tài)微觀結(jié)構(gòu),需避免進(jìn)行二次熱加工,局部長(zhǎng)時(shí)間加工或者為解決某些裝配問(wèn)題所采取的涉及到高溫的工藝,如焊接與產(chǎn)品其他零部件的連接部件,往往會(huì)導(dǎo)致非晶合金制件表面氧化以及局部晶化,對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響極大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中非晶合金制件難以進(jìn)行機(jī)械加工,尤其針對(duì)難以進(jìn)行精細(xì)化加工的問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種新的非晶合金件加工方法,該方法簡(jiǎn)單易行,通過(guò)合理設(shè)計(jì),可加工出復(fù)雜非晶合金制件、異形非晶合金制件、具有復(fù)雜內(nèi)腔的非晶合金制件等利用現(xiàn)有機(jī)械加工方法難以進(jìn)行處理的非晶合金制件加工工藝。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明中提供的非晶合金件制備方法,包括如下步驟:
S01:將具有預(yù)定形狀且能夠通過(guò)利用預(yù)定溶液溶解、施加外力作用或者改變環(huán)境溫度將其去除的植入體置入模具內(nèi)的設(shè)定位置;
S02:將非晶合金熔體注入模具內(nèi)成型,使非晶合金與所述植入體結(jié)合形成非晶合金毛坯件;
S03:將非晶合金毛坯件取出后,再利用預(yù)定溶液溶解植入體、施加外力或者改變環(huán)境溫度使植入體與非晶合金件本體分離;
S04:去除經(jīng)S03步驟處理后的非晶合金件表面的植入體殘留物,得到所需非晶合金件。
與現(xiàn)有技術(shù)加工金屬制件的工藝路線(xiàn):制備出金屬制件框架→機(jī)械去除“待去除料”不同,本發(fā)明的非晶合金件加工方法中在非晶合金件鑄造過(guò)程中,將“待去除料”采用預(yù)制為易加工處理的植入體,待毛坯件成型后,再根據(jù)不同植入體的特性,采用不同的方法將其去除,從而得到常規(guī)加工方法無(wú)法獲取的異形結(jié)構(gòu)件。
在本發(fā)明中,采用的植入體材質(zhì)為耐熱塑料、黑色金屬、鋁及鋁合金、銅及銅合金、鎂及鎂合金、鈹及鈹合金、鋅及鋅合金、金屬鈣、水溶性陶瓷中的一種或者多種或者以上述材料為原料的復(fù)合材料。
進(jìn)一步地,所述水溶性陶瓷為由陶瓷粉體、水溶性無(wú)機(jī)鹽與熔融塑化劑均勻混合制成的混合物。
進(jìn)一步地,所述植入體材質(zhì)為聚苯酯、聚苯并咪唑、聚硼二苯基硅氧烷或者其他添加無(wú)機(jī)礦物填料提升其使用溫度達(dá)500℃以上的改性塑料中的一種或者多種;利用普通切刀切割、電熱切刀切割、砂輪加工、鉆頭加工、噴砂、噴丸中一種或多種方式去除上述植入體。
進(jìn)一步地,所述植入體材質(zhì)為硬度低于維氏硬度HV 300的黑色金屬、鋁及鋁合金、銅及銅合金、鎂及鎂合金、鈹及鈹合金、鋅及鋅合金、金屬鈣;利用普通切刀切割、CNC、砂輪加工、鉆頭加工、噴砂、噴丸中一種或多種方式去除上述植入體。
進(jìn)一步地,所述植入體材質(zhì)為黑色金屬、銅及銅合金、鎂及鎂合金、鋅及鋅合金、鈹及鈹合金中的一種或者多種;利用強(qiáng)酸溶液作為預(yù)定溶液溶解去除上述植入體。
進(jìn)一步地,所述植入體材質(zhì)為鋁及鋁合金、鈹及鈹合金中一種或多種;利用強(qiáng)堿溶液作為預(yù)定溶液溶解去除上述植入體。
進(jìn)一步地,所述植入體材質(zhì)為金屬鈣、水溶性陶瓷中的一種或者多種;利用循環(huán)水流或者沖擊水流作為預(yù)定溶液溶解去除上述植入體。
進(jìn)一步地,所述植入體材質(zhì)為金屬鈣,利用含有絡(luò)合劑的水溶液作為預(yù)定溶液去除上述植入體。所述優(yōu)選絡(luò)合劑為NTA、EDTA、HEDTA、DTPA中的一種。
進(jìn)一步地,所述植入體材質(zhì)為耐熱塑料、銅及銅合金、鈹及鈹合金、水溶性陶瓷中的一種或者多種;利用改變環(huán)境溫度或者改變環(huán)境溫度與施加機(jī)械外力相結(jié)合的方式去除上述植入體。
進(jìn)一步優(yōu)選處理,所述耐熱塑料材質(zhì)植入體使用前做表面處理,使其表面能低于25mJ/m2。
進(jìn)一步地,所述非晶合金為鋯基非晶合金、鐵基非晶合金、銅基非晶合金、鋁基非晶合金、鈷基非晶合金、鎳基非晶合金、鈦基非晶合金、稀土基非晶合金。所述植入體設(shè)于非晶合金件內(nèi)腔、外側(cè)或者邊緣。所述非晶合金毛坯成型方法包括重力鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造、吸鑄。
本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明提供了一種新的非晶合金件加工方法,該方法簡(jiǎn)單易行,通過(guò)合理設(shè)計(jì),可加工出復(fù)雜非晶合金制件、異形非晶合金制件、具有復(fù)雜內(nèi)腔的非晶合金制件等利用現(xiàn)有機(jī)械加工方法難以進(jìn)行處理的非晶合金制件加工工藝。
附圖說(shuō)明
圖1為根據(jù)本發(fā)明中實(shí)施例的非晶合金件加工方法制得的非晶合金與植入體的毛坯結(jié)構(gòu)示意圖,其中植入體為階梯狀;
圖2為根據(jù)本發(fā)明中實(shí)施例的非晶合金件加工方法制得的另一非晶合金與植入體的毛坯結(jié)構(gòu)示意圖,其中植入體為薄片狀;
圖3為根據(jù)本發(fā)明中實(shí)施例的非晶合金件加工方法制得的另一非晶合金與植入體的毛坯結(jié)構(gòu)示意圖,其中植入體為螺釘狀。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖以及對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步詳細(xì)描述來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的講解,使本發(fā)明中的技術(shù)方案更為容易理解。
現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)金屬之間進(jìn)行二次機(jī)械精加工的工藝路線(xiàn)為:制備出金屬制件框架結(jié)構(gòu)、然后機(jī)械去除多余部分保留所需部分。與現(xiàn)有技術(shù)加工工藝的路線(xiàn)不同,本發(fā)明中采用的思路是在制備非晶合金件時(shí)就將待去除部分作為植入體與需保留的非晶合金制件部分用不同材料作為區(qū)分,使兩種不同材料的結(jié)構(gòu)制件在模具中一體成型,然后再根據(jù)不同植入體的特性,采用相適宜的方式將其去除,從而獲得通過(guò)常規(guī)方法無(wú)法獲取的結(jié)構(gòu)件。
實(shí)施例1 加工包含異形內(nèi)腔的非晶合金件
如附圖1所示的非晶合金件,非晶合金件本體101內(nèi)包含有一階梯狀的內(nèi)腔102,這樣復(fù)雜結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔制件采用現(xiàn)有技術(shù)中的加工方法無(wú)法得到。
利用本發(fā)明中的思路,本實(shí)施例中采用的加工方法為:
S01:制備出具有附圖1中所示,與內(nèi)腔102結(jié)構(gòu)相同的階梯狀植入體,將其置入非晶合金件鑄造模具內(nèi)的設(shè)定位置;
S02:將非晶合金熔體注入模具內(nèi)成型,使非晶合金與所述植入體結(jié)合形成非晶合金毛坯件;
S03:將非晶合金毛坯件取出后,根據(jù)植入體的特性去除植入體;
S04:去除經(jīng)S03步驟處理后的植入體殘留物,得到所需非晶合金件。
對(duì)于加工上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔,可采用如下多種加工工藝:
1.1 S01中選擇植入體材質(zhì)為黑色金屬如鑄鐵、生鐵、銅及銅合金如無(wú)氧銅、普通黃銅、鎂及鎂合金、鋅及鋅合金、鈹及鈹合金中的一種或者多種制成如附圖1所示內(nèi)腔102的階梯狀結(jié)構(gòu),然后置入模具內(nèi)。
待非晶合金毛坯件成型后,可優(yōu)先利用機(jī)械加工的手段去除明顯可見(jiàn)的植入體,如先利用金屬鉆頭除掉可見(jiàn)的植入體部分,然后再利用10-25wt%的硫酸溶液沖刷植入體部分,使植入體全部溶解。由于非晶合金已經(jīng)合金化,微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,具備非常好的抗腐蝕性,短時(shí)間內(nèi)在酸液中溶解量可忽略不計(jì)。
1.2 S01中選擇植入體材質(zhì)為鋁及鋁合金、鈹及鈹合金中一種或多種制成如附圖1所示內(nèi)腔102的階梯狀結(jié)構(gòu),然后置入模具內(nèi)。
待非晶合金毛坯件成型后,可優(yōu)先利用機(jī)械加工的手段去除明顯可見(jiàn)的植入體,如先利用金屬鉆頭除掉可見(jiàn)的植入體部分,然后再利用飽和氫氧化鈉或者飽和氫氧化鉀溶液沖刷植入體部分,使植入體全部溶解。由于非晶合金已經(jīng)合金化,微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,具備非常好的抗腐蝕性,短時(shí)間內(nèi)在飽和堿液中溶解量可忽略不計(jì)。
金屬鈹是一種兩性堿土金屬,酸堿皆可與之反應(yīng)。在制備非晶合金件的過(guò)程中應(yīng)用鈹或者鈹合金還具有一個(gè)其他金屬無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn):鈹元素微量滲入非晶合金件本體中可增強(qiáng)非晶合金本體的成形性和增強(qiáng)其塑性。在本實(shí)施例中,優(yōu)選采用硬度適中的鈹銅合金作為植入體材質(zhì)。
1.3 S01中選擇植入體材質(zhì)為金屬鈣或者水溶性陶瓷制成如附圖1所示內(nèi)腔102的階梯狀結(jié)構(gòu),然后置入模具內(nèi)。
待非晶合金毛坯件成型后,將毛坯件置入預(yù)定溶液中,所述預(yù)定溶液可選擇使用自來(lái)水,同時(shí)可輔助采用循環(huán)水流或者沖擊水流沖擊植入體部分,使植入體部分溶解速度加快,進(jìn)一步地,還可對(duì)上述預(yù)定溶液進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳郎亍?/p>
當(dāng)采用金屬鈣作為植入體材料時(shí),溶解植入體的水中可添加適量的絡(luò)合劑,如NTA、EDTA、HEDTA、DTPA中的一種,其中DTPA絡(luò)合鈣離子的穩(wěn)定常數(shù)最高,絡(luò)合效率也為最高,推薦使用。上述4中絡(luò)合劑工藝成熟、市場(chǎng)化程度高,應(yīng)用過(guò)程中的濃度根據(jù)植入體的體積大小進(jìn)行選擇即可。在本實(shí)施例試驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)明發(fā)現(xiàn)使用草酸、酒石酸、檸檬酸和葡萄糖酸也可作為耦合劑的選擇,但是相比起上述四種絡(luò)合劑效果稍弱,可適當(dāng)添加與NTA、EDTA、HEDTA、DTPA中的一種配合使用,能夠起到輔助提升去除鈣植入體的效果。在該步驟中還可使用其他起到鈣離子絡(luò)合作用的絡(luò)合劑,考慮到工業(yè)化的實(shí)用性,本發(fā)明中僅優(yōu)選上述四種較為優(yōu)質(zhì)并常見(jiàn)、易得的絡(luò)合劑,但是其他可實(shí)現(xiàn)相同技術(shù)目的的物質(zhì)只要與本發(fā)明的構(gòu)思相同,都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
水溶性陶瓷是由陶瓷粉體、水溶性無(wú)機(jī)鹽與熔融塑化劑均勻混合制成的混合物。水溶性陶瓷植入體的制備方法為將陶瓷原料混合均勻后進(jìn)行注射成型,成型工藝簡(jiǎn)單。水溶性陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不會(huì)發(fā)生界面反應(yīng),而且熱膨脹率也非常小,應(yīng)用于本發(fā)明中時(shí),不僅成型性能好、變形率小,而且去除工藝簡(jiǎn)單,利用水流持續(xù)沖擊即可,無(wú)需采用其他添加劑,所以采用水溶性陶瓷作為植入體加工工藝產(chǎn)生的工業(yè)廢水環(huán)保性最佳,簡(jiǎn)單過(guò)濾后即可重復(fù)循環(huán)使用。綜合考慮原料來(lái)源和價(jià)格等因素,水溶性陶瓷使用的陶瓷粉體優(yōu)選為氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、莫來(lái)石、鋯英石等,無(wú)機(jī)鹽優(yōu)選采用碳酸鉀、氯化鈉、氯化鉀、硫酸鉀、硫酸鈉、硼酸鉀、硼酸鈉、磷酸鉀、磷酸鈉等,熔融塑化劑則可優(yōu)選采用蠟和熱塑性聚合物的混合物,所述熱塑性聚合物如聚乙二醇、聚乙烯、聚乙烯醇等,還可采用油類(lèi)產(chǎn)品與蠟組成的塑化劑。本實(shí)施例中采用的水溶性陶瓷植入體原料為50-70wt%無(wú)機(jī)鹽、20-45wt%陶瓷粉體、2-10wt%塑化劑混合而成,攪拌均勻后注射成型,然后燒結(jié)制得。
在加工包含異形內(nèi)腔的非晶合金件的工藝中,主要可采用上述3中工藝方法,考慮到復(fù)雜內(nèi)腔中植入體更加難以去除,故實(shí)施例1中并不采用耐熱塑料作為植入體材料。結(jié)合后續(xù)實(shí)施例的說(shuō)明可以知道,如果內(nèi)腔結(jié)構(gòu)為直上直下較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),或者具有拔模角度易于去除的結(jié)構(gòu),則采用耐熱塑料為較佳選擇。
實(shí)施例2 加工包含側(cè)邊空腔結(jié)構(gòu)的非晶合金件
2.1 S01中選擇植入體材質(zhì)為黑色金屬如鑄鐵、生鐵、銅及銅合金如無(wú)氧銅、普通黃銅、鎂及鎂合金、鋅及鋅合金、鈹及鈹合金中的一種或者多種制成如附圖2所示側(cè)邊空腔202所示結(jié)構(gòu),然后置入模具內(nèi)。
待非晶合金毛坯件成型后,可優(yōu)先利用機(jī)械加工的手段去除明顯可見(jiàn)的植入體,如先利用金屬鉆頭除掉可見(jiàn)的植入體部分,然后再利用10-25wt%的硫酸溶液沖刷植入體部分,使植入體全部溶解。由于非晶合金已經(jīng)合金化,微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,具備非常好的抗腐蝕性,短時(shí)間內(nèi)在酸液中溶解量可忽略不計(jì)。
2.2 S01中選擇植入體材質(zhì)為鋁及鋁合金、鈹及鈹合金中一種或多種制成如附圖2所示側(cè)邊空腔202所示結(jié)構(gòu),然后置入模具內(nèi)。
待非晶合金毛坯件成型后,可優(yōu)先利用機(jī)械加工的手段去除明顯可見(jiàn)的植入體,如先利用金屬鉆頭除掉可見(jiàn)的植入體部分,然后再利用飽和氫氧化鈉或者飽和氫氧化鉀溶液沖刷植入體部分,使植入體全部溶解。由于非晶合金已經(jīng)合金化,微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,具備非常好的抗腐蝕性,短時(shí)間內(nèi)在飽和堿液中溶解量可忽略不計(jì)。
2.3 S01中選擇植入體材質(zhì)為金屬鈣或者水溶性陶瓷制成如附圖1所示側(cè)邊空腔202所示結(jié)構(gòu),然后置入模具內(nèi)。
待非晶合金毛坯件成型后,將毛坯件置入預(yù)定溶液中,所述預(yù)定溶液可選擇使用自來(lái)水,同時(shí)可輔助采用循環(huán)水流或者沖擊水流沖擊植入體部分,使植入體部分溶解速度加快,進(jìn)一步地,還可對(duì)上述預(yù)定溶液進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳郎亍?/p>
本實(shí)施例中,加工側(cè)邊空腔的難度略低于實(shí)施例1中內(nèi)腔。在本實(shí)施例2.1-2.3的方法中,可優(yōu)選采用植入體材料為硬度低于維氏硬度HV 300的黑色金屬、鋁及鋁合金、銅及銅合金、鎂及鎂合金、鈹及鈹合金、鋅及鋅合金、金屬鈣等,然后利用普通切刀切割、CNC、砂輪加工、鉆頭加工、噴砂、噴丸中一種或多種方式去除上述植入體。若加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)的側(cè)邊空腔,則可先用機(jī)械方式去除大部分的植入體,然后再利用化學(xué)溶解的方法去除殘留植入體。由于維氏硬度低于HV300的材質(zhì)加工難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硬度動(dòng)輒高于HV450的非晶合金材料,所以上述加工步驟難度非常低、效率高。
2.4 對(duì)于側(cè)邊空腔的加工,本發(fā)明中提出的最優(yōu)選的加工方法為采用植入體材質(zhì)為耐熱塑料,優(yōu)選耐熱塑料為聚苯酯、聚苯并咪唑、聚硼二苯基硅氧烷或者其他添加無(wú)機(jī)礦物填料提升其使用溫度達(dá)500℃以上的改性塑料中的一種或者多種。將植入體置入模具后與非晶合金一同成型,待非晶合金毛坯件成型后,利用普通切刀切割、電熱切刀切割、砂輪加工、鉆頭加工、噴砂、噴丸中一種或多種方式去除上述植入體。
非晶合金鑄造用的熔湯溫度在1000-1200℃,在該溫度下,普通塑料完全無(wú)法成型,大部分都會(huì)被燒損。在非晶合金鑄造過(guò)程中,隨著熔湯流入模具進(jìn)行分布,最終進(jìn)入模具內(nèi)的非晶熔液溫度并沒(méi)有熔料池內(nèi)的高溫,尤其較為大型的非晶合金件進(jìn)行鑄造時(shí),側(cè)邊溫度更低。利用上述特點(diǎn),在加工側(cè)邊空腔時(shí),采用使用溫度耐受度達(dá)到500℃及以上的耐熱塑料即可滿(mǎn)足本發(fā)明中的需求,尤其可使用耐熱性改性塑料,如填充硅灰石、云母、鋁礬土、納米蒙脫石、滑石粉、石棉纖維、玻璃纖維、碳纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯纖維等優(yōu)良耐熱添加劑的塑料。
使用上述耐熱塑料作為植入體材料的優(yōu)點(diǎn)在于:首先,應(yīng)用于本發(fā)明中的耐熱塑料的強(qiáng)度、塑性等理化性質(zhì)要求不要,只要能滿(mǎn)足本發(fā)明中的需求成型即可,這樣的要求不僅擴(kuò)大了塑料的選擇范圍,而且能夠很大程度上降低塑料的成本;其次,塑膠材料的硬度強(qiáng)度比金屬低得多,采用機(jī)械方式即可快速去除,避免使用化學(xué)溶劑造成工業(yè)廢水的排放。
2.5 進(jìn)一步地,還可將植入體材料設(shè)為耐熱塑料、銅及銅合金、鈹及鈹合金、水溶性陶瓷中的一種或者多種,然后利用改變環(huán)境溫度或者改變環(huán)境溫度與施加機(jī)械外力相結(jié)合的方式去除上述植入體。
耐熱塑膠材料、銅及銅合金、鈹及鈹合金、水溶性陶瓷是本發(fā)明選擇作為植入體材質(zhì)中熱膨脹系數(shù)最大的材料,以耐熱塑膠材料為最,銅及銅合金、鈹及鈹合金次之。非晶合金對(duì)溫度較為敏感,一次成型后應(yīng)避免熱處理以免對(duì)非晶合金微觀結(jié)構(gòu)造成改變,如重結(jié)晶晶化。所以,在本實(shí)施例中,采用耐熱塑膠材料、銅及銅合金、鈹及鈹合金、水溶性陶瓷作為植入體時(shí),將加工完畢后的非晶合金毛坯件進(jìn)行降溫處理,降到0℃以下,當(dāng)植入體體積小且薄時(shí),部分接觸點(diǎn)會(huì)明顯與脫離非晶合金本體,在此條件下進(jìn)行機(jī)械去除植入體會(huì)更加簡(jiǎn)單,
進(jìn)一步地,在使用該工藝時(shí),優(yōu)選表面能低的原材料,如對(duì)耐熱塑膠和水溶性陶瓷材料進(jìn)行表面改性、拋光合金植入體表面,使植入體表面表面能低于25mJ/m2。表面能低的植入體更加容易與非晶合金本體分離。低溫與低表面能的植入體表面是實(shí)現(xiàn)本工藝加工方法中的優(yōu)選。
實(shí)施例3 加工包含螺紋結(jié)構(gòu)的非晶合金件
3.1 S01中選擇植入體材質(zhì)為黑色金屬如鑄鐵、生鐵、銅及銅合金如無(wú)氧銅、普通黃銅、鎂及鎂合金、鋅及鋅合金、鈹及鈹合金中的一種或者多種制成如附圖3所示的螺紋302結(jié)構(gòu),然后置入模具內(nèi)。
待非晶合金毛坯件成型后,可優(yōu)先利用機(jī)械加工的手段去除明顯可見(jiàn)的植入體,如先利用金屬絲錐除掉可見(jiàn)的植入體部分,然后再利用10-25wt%的硫酸溶液沖刷植入體部分,使植入體全部溶解。由于非晶合金已經(jīng)合金化,微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,具備非常好的抗腐蝕性,短時(shí)間內(nèi)在酸液中溶解量可忽略不計(jì)。
3.2 S01中選擇植入體材質(zhì)為鋁及鋁合金、鈹及鈹合金中一種或多種制成如附圖3所示的螺紋302結(jié)構(gòu),然后置入模具內(nèi)。
待非晶合金毛坯件成型后,可優(yōu)先利用機(jī)械加工的手段去除明顯可見(jiàn)的植入體,如先利用金屬絲錐除掉可見(jiàn)的植入體部分,然后再利用飽和氫氧化鈉或者飽和氫氧化鉀溶液沖刷植入體部分,使植入體全部溶解。由于非晶合金已經(jīng)合金化,微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,具備非常好的抗腐蝕性,短時(shí)間內(nèi)在飽和堿液中溶解量可忽略不計(jì)。
3.3 S01中選擇植入體材質(zhì)為金屬鈣或者水溶性陶瓷制成如附圖3所示的螺紋302結(jié)構(gòu),然后置入模具內(nèi)。
待非晶合金毛坯件成型后,將毛坯件置入預(yù)定溶液中,所述預(yù)定溶液可選擇使用自來(lái)水,同時(shí)可輔助采用循環(huán)水流或者沖擊水流沖擊植入體部分,使植入體部分溶解速度加快,進(jìn)一步地,還可對(duì)上述預(yù)定溶液進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳郎亍?/p>
因螺紋結(jié)構(gòu)對(duì)進(jìn)度要求高,在工藝方法3.1-3.3中不宜采用硬度較低的植入體材料,因?yàn)橐坏┲踩塍w材料硬度低,往往會(huì)導(dǎo)致鑄造的過(guò)程中發(fā)生一定的形變,從而導(dǎo)致螺紋結(jié)構(gòu)公差過(guò)大,會(huì)帶來(lái)后續(xù)組件裝配上的問(wèn)題。考慮到上述問(wèn)題極易去除植入體加工過(guò)程的難易程度,在實(shí)際操作中,優(yōu)選維氏硬度在HV400左右的金屬材料。由于螺紋結(jié)構(gòu)對(duì)進(jìn)度要求高,熱膨脹性能略高的耐熱塑料不宜在此使用。
本發(fā)明中所制備的非晶合金件使用的非晶合金原料可為鋯基非晶合金、鐵基非晶合金、銅基非晶合金、鋁基非晶合金、鈷基非晶合金、鎳基非晶合金、鈦基非晶合金、稀土基非晶合金。制備非晶合金件的成型方法包括重力鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造、吸鑄等模具鑄造。非晶合金鑄造工藝非本發(fā)明中的創(chuàng)造性發(fā)明點(diǎn),故在此不加贅述。
最后需要說(shuō)明的是,以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制,盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。