本论文研究了以Zr基非晶合金为成形材料，采用微型硅模具进行超塑性成形的工艺。首先研究了非晶合金的晶化特性和过冷液相区的超塑性，以此确定了主要的工艺参数—温度和应变速率的范围。然后在合适的工艺参数下进行成形实验，获得了微型齿轮零件。最后测量评估了微零件的内部组织结构、力学性能及尺寸精度。高精度的微零件验证了工艺的可行性，同时分析评价工艺，对今后制定行业标准探寻了方向和奠定了基础。具体研究方法及成果如下：1、为得到合适的超塑性微成形工艺参数—温度及应变速率，实验研究了Zr65非晶合金相关特性。用差式扫描量热仪DSC测定不同升温速率的玻璃化起始温度Tgonset，玻璃化结束温度Tgend以及晶化温度Tx，随之确定了可加工温度区间Tprocess=Tx-Tgend；用DSC测定多温度多升温速率的晶化孕育时间，绘制了150℃/min的温度-时间-转变曲线，以此确定超塑性微成形的工艺时间约束条件。然后利用万能材料试验机，在可加工温度区间内进行不同应变速率的压缩试验，获得材料在各温度不同应变速率的应力应变曲线，计算出应变速率敏感指数m值分布和屈服应力值分布，依两个分布确定超塑性微成形工艺的可选应变速率区间。2、进行非晶合金的超塑性微成形实验。设计并用感应耦合等离子体工艺制备微型硅模具。利用万能材料试验机，在410℃和0.001s-1条件下制备了模数0.05齿数36的带Φ0.8mm轴孔的外齿轮。自主研制了成形试验机，解决了成形过程中的温度控制和夹具设计等问题。用该试验机测试了Zr41.2的微成形特性，即恒定应变速率不同温度的载荷应变关系。制备了轮廓清晰的模数0.03，齿数66且带四个限位凸台的内齿轮。3、分析与评价了非晶合金超塑性微成形工艺。探析了工艺中的模具破碎原因，模具破碎从工艺角度验证了非晶合金流动的三个阶段。利用扫描投射显微镜分析了非晶合金的氧化行为对工艺的影响，氧化层均匀分布，不影响零件的曲线特征。利用透射电子显微镜分析了晶化行为对工艺的影响。微零件中纳米晶产物尺寸为30-300nm，镶嵌在非晶基底中。将晶化阶段划分四个阶段，微零件处于多相单晶或纳米晶阶段。利用基恩士显微镜及图像处理软件，分析评估了工艺的尺寸精度。非晶合金高精度地与设计图形重合，充填深度与模具刻蚀深度完全一致。