本发明属于非晶加工，具体涉及一中非晶压铸件回春增韧的装置及方法。
背景技术：
1、非晶合金因其独特的非晶态结构和优异的力学性能，成为近年来新材料领域研究的前沿热点。与传统的晶态合金，如不锈钢、铝合金、镁合金相比，非晶合金材料具有高屈服强度、高弹性应变、高耐腐蚀性能等优异的物化性能，因此在机械工程、电子电器、航空航天、汽车工业领域都具有广阔的应用前景，被认为是下一代的工程新材料。非晶合金目前已在精密结构件领域实现了量产，在折叠屏手机、电动汽车等前沿产品的供应链中大放异彩。
2、非晶合金商用化推广目前仍旧受限于非晶态材料本身的亚稳态性能。非晶合金在热力学上处于亚稳态，因此会自发地在能量差的驱动下向更低能量状态转变，尤其当受到应力作用或者高温条件下会加速该过程的进行，从而发生结构上的变化，引起宏观机械性能变差，现有技术中称之为“弛豫”或者“老化”（relaxation）。弛豫过程伴随着结构的有序化、系统能量状态降低，尤其是室温能力急剧恶化，导致非晶制品宏观性能也发生急剧恶化，表现为室温脆性、易断裂，这种不稳定性成为制约非晶合金材料推广应用的因素之一。
3、针对非晶弛豫，国内外的科研单位提出了一些改善的技术手段，称为“回春”（rejuvenation），指的是利用任何技术手段使非晶合金由低能态向高能态转变，是弛豫的逆过程。现有的研究中，非晶回春的技术手段主要包括轧制、冷热循环、辐照等方法。上述技术手段虽然理论上可行，也能获得一定的技术效果，但上述方法要么步骤繁琐，要么具有破坏性，要么两者兼具，对于工业化中制备得到的精密结构件完全不适用。因此，开发出一种简单有效、对工业化精密产品无破坏性的高效非晶回春方法，对提升非晶合金产品的塑性和韧性，从而提升非晶合金产品的竞争力有非常积极的作用。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种改善非晶压铸件发生弛豫后性能大幅下降的装置及方法，旨在解决非晶压铸件在工业化生产中存在的共性技术问题。
2、为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种非晶压铸件回春增韧的装置，包括仿形治具、加热组件以及气冷组件；所述仿形治具内设有与所述非晶压铸件形状相适配的整形槽，所述加热组件对所述仿形治具加热，所述气冷组件对装设于所述整形槽内的所述非晶压铸件进行冷却。
4、现有块体非晶压铸成型的工艺在精密结构件制造领域应用广泛，例如在手机铰链结构件领域，非晶合金由于具有高强度、良好的成型性能和高尺寸精度的特性，能够达到手机铰链在薄尺寸的结构设计框架下高强度、高精度的要求。在实际工业化生产中，由于大规模批量化生产的弊端，冷却速度、合金成分、环境气氛污染等诸多因素会引发非晶合金结构上的弛豫老化，从而导致生产出的部分铰链产品达不到合格的标准。本发明中从实际工业化批量生产的角度开率，采用与非晶压铸件形状相适配的整形治具对压铸件本体进行回春处理，同时利用整形治具防止压铸件在热作用下发生变化。
5、优选地，所述仿形治具包括仿形治具定模和仿形治具动模，所述仿形治具定模和所述仿形治具动模合模后整形槽的形状与所述非晶压铸件外部形状相同，所述仿形治具动模连接动力机构带动其进行往复运动；
6、所述加热组件包括设于所述仿形治具定模周侧的加热线圈，以及设于所述仿形治具底部的加热底板；
7、所述气冷组件包括设于所述仿形治具整形槽侧部上方的冷却气喷口，以及设于所述仿形治具整形槽顶部的冷却气喷口，所述冷却气喷口均为可伸缩结构。
8、本发明中的加热装置采用侧部加热+底部加热的包裹式加热，使导热迅速、压铸件受热均匀。采用气冷组件，能够在不影响整形治具设计的条件下以最快速度对压铸件进行冷却。
9、优选地，所述非晶压铸件回春增韧的装置设于真空仓内，所述真空仓顶部设有排气孔组，所述真空仓底部设有进气孔组。排气孔组与真空泵相连，用于对仓体抽真空，也用于直接排气、调节仓体内气压；进气孔组则与惰性气体源相连，用于对真空仓输入惰性气体。仓体内的惰性气氛能有效隔绝非晶压铸件与环境中的氧气等对加热过程中的非晶压铸件产生影响的有害气体。
10、优选地，所述冷却气喷口设为“l”型。本发明中冷却气喷口设于整形槽顶部和侧部，利用可伸缩结构的设计，使冷却过程中冷却气提能够快速无死角喷至整型槽内，达到迅速降温的目的。
11、本发明中还提供了一种非晶压铸件回春增韧的方法，该方法中应用的是本发明中所提供的装置，利用该装置将待处理非晶压铸件置于所述仿形治具的整形槽内，对其加热，使其发生可控弛豫；然后再二次加热、冷却，使其回春增韧。
12、对比现有技术中常见的非晶合金回春方法，轧制、冲击剪切带等具有破坏性的方法无法应用于实际生产中，辐照、深冷-加热循环等方法步骤繁琐、所需条件苛刻、成本过高，在实际工业化生产中不具有实用性。本发明中，考虑到实际生产出的非晶压铸件为精密结构件，必须采用不影响结构形状且操作步骤简单的工艺方法。本发明中提出的非晶压铸件回春增韧的方法，只需采用简单的整形治具进行两步加热即可达到技术效果，简单易行，适合工业化推广。
13、在现有认知中，非晶合金是无法进行热处理的，退火工艺会直接导致非晶合金的脆化失效。而本发明中采用两步加热法，通过控制两步加热的温度和时间，激活非晶合金本身的“记忆效应”，从而提高非晶合金的能量状态。第一次加热引发弛豫，在加热温度与加热时间可控的条件下，处理完毕后得到可控的弛豫态产品，使非晶压铸件成为均匀的弛豫态产品（本发明中的对非晶进行的可控弛豫是一种部分弛豫，而非完全弛豫），然后再进行二次加热得到回春态产品，非晶压铸件内部能量提升、韧性增加。
14、本发明中提出的非晶压铸件回春增韧的方法简单有效、不具有破坏性，是一种无损回春方法。
15、优选地，上述方法具体包括如下步骤：
16、s01，将待处理非晶压铸件放置于所述整形槽内，闭合动模，关闭真空仓；
17、s02，对真空仓抽真空，然后通入保护气氛；
18、s03，开启加热组件对定模加热，使非晶压铸件升温至弛豫温度 t x1，然后进行保温，使非晶压铸件在恒温恒压条件下发生可控弛豫，关闭加热组件，打开动模，将非晶压铸件置于整形槽内自然冷却；
19、s04，二次闭合动模，开启加热组件对定模进行二次加热，使非晶压铸件升温至回春温度 t x2，然后进行保温，使非晶压铸件在恒温恒压条件下发生回春，关闭加热组件，打开动模，开启气冷组件，使非晶压铸件的温度在3s内降至室温以下。
20、优选地，s02中，由所述真空仓顶部的排气孔组抽真空，由所述真空仓底部的进气孔组通入保护气体。保护气体采用氩气、氮气等常用惰性气体即可。
21、优选地，s03中的弛豫温度 t x1、s04中的回春温度 t x2以及非晶合金的玻璃态转化温度 t g的关系为 t x1＜ t x2＜ t g，且40℃≤ t x2 - t x1≤120℃。
22、一次加热（退火）后再次进行加热时，在退火温度 t x1与玻璃态转化温度 t g之间存在一个吸热反应，该吸热反应增加非晶合金系统的能量状态，从而实现了回春。本发明中提供的方法，通过控制一次加热与二次加热的热量曲线，使非晶压铸件先发生可控的均匀弛豫，然后二次加热发生可控回春，最后通过极速降温重新放热，获得最终理想的产品状态。本发明中s03中的弛豫温度 t x1、s04中的回春温度 t x2以及非晶合金的玻璃态转化温度 t g必须严格按照本发明中提出的范围进行选择，否则无法达到所需技术效果。
23、优选地，所述非晶压铸件为锆基非晶合金压铸件，且压铸件中锆元素原子百分比范围为45~65%。该锆元素原子百分比范围内的锆基非晶涵盖了大多数的商用锆基非晶体系。
24、优选地，s03中的弛豫温度 t x1为260~300℃，保温时长 h x1为1~8h；s04中的回春温度 t x2为340~380℃，保温时长 h x2为120~180s。锆基非晶是目前最常用的商用块体非晶体系，本发明中所选择的工艺参数均与锆基非晶本身的材料特性有关。
25、本发明中提出的非晶压铸件回春增韧的装置与方法配合使用，只需采用简单的整形治具进行两步加热即可达到良好的技术效果，对非晶压铸件有极好的增韧效果，且成本低廉、简单易行，适合工业化推广。
1.一种非晶压铸件回春增韧的装置，其特征在于，包括仿形治具、加热组件以及气冷组件；
2.根据权利要求1所述的非晶压铸件回春增韧的装置，其特征在于，所述仿形治具包括仿形治具定模和仿形治具动模，所述仿形治具定模和所述仿形治具动模合模后整形槽的形状与所述非晶压铸件外部形状相同，所述仿形治具动模连接动力机构带动其进行往复运动；
3.根据权利要求2所述的非晶压铸件回春增韧的装置，其特征在于，所述非晶压铸件回春增韧的装置设于真空仓内，所述真空仓顶部设有排气孔组，所述真空仓底部设有进气孔组。
4.根据权利要求3所述的非晶压铸件回春增韧的装置，其特征在于，所述冷却气喷口设为“l”型。
5.一种非晶压铸件回春增韧的方法，其特征在于，应用如权利要求3所述的装置，将待处理非晶压铸件置于所述仿形治具的整形槽内，对其加热，使其发生可控弛豫；然后再二次加热、冷却，使其回春增韧。
6.根据权利要求5所述的非晶压铸件回春增韧的方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的非晶压铸件回春增韧的方法，其特征在于，s02中，由所述真空仓顶部的排气孔组抽真空，由所述真空仓底部的进气孔组通入保护气体。
8. 根据权利要求6所述的非晶压铸件回春增韧的方法，其特征在于，s03中的弛豫温度tx1、s04中的回春温度tx2以及非晶合金的玻璃态转化温度tg的关系为tx1＜tx2＜tg，且40℃≤tx2 - tx1≤ 120℃。
9.根据权利要求8所述的非晶压铸件回春增韧的方法，其特征在于，所述非晶压铸件为锆基非晶合金压铸件，且压铸件中锆元素原子百分比范围为45~65%。
10.根据权利要求9所述的非晶压铸件回春增韧的方法，其特征在于，s03中的弛豫温度tx1为260~300℃，保温时长hx1为1~8h；s04中的回春温度tx2为340~380℃，保温时长hx2为120~180s。
