非晶合金微零件的超声振压注射成形研究

Crystallization and oxidation are the two key issues to be solved during the thermoplastic forming of bulk metallic glasses. Based on the related research, a novel thermoplastic forming method—the ultrasonic-assisted injection forming of amorphous alloy, is proposed in present project. The method allows the force giving and temperature ramping processes undergo simultaneously. Moreover, the method can form the amorphous alloy in a very short time, and this is helpful to avoid the risks of being crystallized or oxidized. During this project, the changes of structure, mechanical performance and specific temperature points after the ultrasonic-assisted injection forming will be studied, as well as the flow mechanism of amorphous alloys under ultrasonic vibrations. The quality control will be also clarified. This project could extend the application fields of ultrasonic plastic forming, provide novel rapid forming techniques for amorphous alloys and would be significant for the applications of them.

晶化和氧化问题是块体非晶合金热塑性成形中的两个难题。本项目在对超声粉末模压塑化成形及非晶合金热塑性成形研究的基础上，提出了一种新型的非晶合金成形新方法——非晶合金超声振压注射成形，该成形方法使得在成形中加热和施力过程能同时进行，瞬间对非晶合金进行超声热塑性成形，有效地规避了成形过程中晶化和氧化的危害。通过本项目的研究将揭示出非晶合金在超声振压注射成形作用下结构、力学性能及特征热力学温度点的变化，探究在超声振压注射下非晶合金的热塑性流动变形机理，探讨非晶合金的超声振压注射成形质量控制。项目的研究将会拓展超声塑化成形的应用范围，为非晶合金提供新的快速成形技术，对其更好地得到应用有重要的意义。

块体非晶合金（也称金属玻璃）具有优异的热塑性微成形性能，这种性质使得其在科学研究和实际应用中得到了广泛的关注。非晶合金的热塑性成形具有广阔的市场应用前景。然而，目前常用的非晶合金热塑性成形技术的工艺流程较为复杂，且需要将其加热到高温下处理较长时间，这样就会带来晶化和氧化的危害，破坏非晶合金原本的结构和性质。因此，如果能将超声波热塑化技术引入非晶合金，开发一种简单快速高效，能规避晶化和氧化等有害过程风险的成形技术显得尤为迫切和必要。. 针对该问题，本项目在对超声粉末模压塑化成形及非晶合金热塑性成形研究的基础上，提出了一种新型的非晶合金成形新方法——非晶合金超声振压注射成形工艺，该成形方法使得在成形中加热和施力过程能同时进行，瞬间对非晶合金进行超声热塑性成形，有效地规避了成形过程中晶化和氧化的危害。通过本项目的研究将揭示出非晶合金在超声振压注射成形作用下结构、力学性能及特征热力学温度点的变化，探究在超声振压注射下非晶合金的热塑性流动变形机理，并建立流动模型，推导流动方程。探讨非晶合金的超声振压注射成形质量控制。项目的研究将会拓展超声塑化成形的应用范围，为非晶合金提供新的快速成形技术，对其更好地得到应用有重要的意义。