一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置，屬于材料成型技術(shù)領(lǐng)域，凹模的凹部與凸模的凸部相配合，凹模與凸模之間存在用于安放熔點(diǎn)不同的兩種金屬的間隙，加熱裝置安裝在凹模的模壁，用于加熱凹模，進(jìn)而加熱所述熔點(diǎn)不同的兩種金屬，凹模的底端與凹模固定板固定連接，凹模固定板與旋轉(zhuǎn)軸連接，旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置通過旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)凹模固定板旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)凹模旋轉(zhuǎn)；凸模的上方設(shè)有施壓裝置，施壓裝置能夠控制凸模上下移動(dòng)。本實(shí)用新型采用擠壓、旋壓工藝，解決了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合板材的制備與零件制造必須分開進(jìn)行，導(dǎo)致增加生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)效率的問題。
【專利說明】
一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于材料成型技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代國防科技、航天航空、汽車電子等科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人們對材料的性能提出了越來越高的要求，單一的金屬或合金已很難完全滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)和更為復(fù)雜的服役條件對材料綜合性能的需要。層狀金屬復(fù)合材料是利用復(fù)合技術(shù)使兩種或兩種以上物理、化學(xué)、力學(xué)性能不同的金屬在界面上實(shí)現(xiàn)牢固冶金結(jié)合而制備的一種新型復(fù)合材料。層狀金屬復(fù)合材料在保持母材金屬特性的同時(shí)具有“相補(bǔ)效應(yīng)”，能有效地結(jié)合其組成原料的各自優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自不足，同時(shí)在不同部位與側(cè)面擁有不同的性能，具有良好的可設(shè)計(jì)性和較高的力學(xué)性能，經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕M合易于形成優(yōu)異的綜合性能，可以極大地改善一單一金屬材料的熱膨脹性、強(qiáng)度、沖擊韌性、斷裂韌性、磨損、耐蝕性、電性能、磁性能等諸多性會(huì)K。
[0003]層狀金屬復(fù)合材料的制備方法繁多，主要有乳制復(fù)合法、爆炸焊接法、鑄乳復(fù)合法、自蔓延高溫合成焊接法、雙結(jié)晶器充芯連鑄法，雙流澆注連續(xù)鑄造法等。根據(jù)復(fù)合方式的不同，這些制備方法大體上可以分為三類“固一固”相復(fù)合法、“固一液”相復(fù)合法、“液一液”相復(fù)合法。這些復(fù)合方法或多或少都有自身的缺點(diǎn)，往往需后期加工或者其他成型方法才可以制得零件，很少有在層狀金屬材料復(fù)合的同時(shí)就能得到零件。
[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的方法。采用半固態(tài)、熱擠壓和旋壓成型相結(jié)合的方法，直接制得層狀金屬復(fù)合類回轉(zhuǎn)零件。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置，采用擠壓、旋壓工藝，在制造零件的過程中，把兩種熔點(diǎn)不同的金屬材料復(fù)合到一起，從而制得層狀復(fù)合金屬材質(zhì)的回轉(zhuǎn)類零件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合板材的制備與零件制造必須分開進(jìn)行，導(dǎo)致增加生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)效率的問題。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置，其特征在于，凹模的凹部與凸模的凸部相配合，凹模與凸模之間存在用于安放熔點(diǎn)不同的兩種金屬的間隙，加熱裝置安裝在凹模的模壁，用于加熱凹模，進(jìn)而加熱熔點(diǎn)不同的兩種金屬，凹模的底端與凹模固定板固定連接，凹模固定板與旋轉(zhuǎn)軸連接，旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置通過旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)凹模固定板旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)凹模旋轉(zhuǎn)，凹模旋轉(zhuǎn)時(shí)對熔點(diǎn)不同的兩種金屬產(chǎn)生徑向作用力；凸模的上方設(shè)有施壓裝置，施壓裝置能夠控制凸模上下移動(dòng)，當(dāng)凸模向下移動(dòng)時(shí)，對熔點(diǎn)不同的兩種金屬產(chǎn)生軸向作用力。
[0007]本實(shí)用新型的特征還在于，進(jìn)一步的，恪點(diǎn)不同的兩種金屬包括高恪點(diǎn)金屬和低熔點(diǎn)金屬，高熔點(diǎn)金屬安放在凹模內(nèi)，低熔點(diǎn)金屬放置在凹模內(nèi)、高熔點(diǎn)金屬的內(nèi)側(cè)。
[0008]進(jìn)一步的，熔點(diǎn)不同的兩種金屬包括高熔點(diǎn)金屬和低熔點(diǎn)金屬，高熔點(diǎn)金屬安放在凸模上，低熔點(diǎn)金屬放置在凹模內(nèi)。
[0009]進(jìn)一步的，加熱裝置為溫度可以控制的環(huán)形加熱裝置，固定在凹模的加熱孔里，加熱裝置采用集束式管狀加熱元件，每一集束式管狀電熱元件的最大功率5000KW，最高工作溫度750°C，加熱裝置具有絕緣殼。
[0010]進(jìn)一步的，施壓裝置的壓力能夠根據(jù)需要調(diào)整。
[0011]進(jìn)一步的，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置所采用的電機(jī)具有正、反轉(zhuǎn)功能，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)所生產(chǎn)零件壁厚、材質(zhì)的不同實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型利用加熱裝置使一種金屬成半固態(tài)，另一種金屬處于高溫下的固態(tài)，然后在徑向壓力和軸向壓力的共同作用下，使兩種金屬材料發(fā)生物理、化學(xué)變化，最終形成所需要的回轉(zhuǎn)類零件;熱壓復(fù)合兩種熔點(diǎn)不同的金屬材料的同時(shí)，制得所需形狀的回轉(zhuǎn)類零件，減少了生產(chǎn)工序，降低成本，提供生產(chǎn)效率。
[0013]采用本實(shí)用新型制得的零件，兩種異質(zhì)金屬之間的結(jié)合有冶金結(jié)合、物理結(jié)合等多種形式，結(jié)合牢靠，能夠用于對零件內(nèi)外層耐熱程度要求不同的場合，并且在確保達(dá)到耐高溫要求的前提下，減輕了零件的質(zhì)量，實(shí)用性更強(qiáng)。
【附圖說明】

[0014]為了更清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面將對本實(shí)用新型所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2a是制備高熔點(diǎn)金屬在外層的回轉(zhuǎn)類零件示意圖。
[0017]圖2b是制備高熔點(diǎn)金屬在內(nèi)層的回轉(zhuǎn)類零件示意圖。
[0018]圖中，1.凹模，2.加熱裝置，3.高熔點(diǎn)金屬，4.低熔點(diǎn)金屬，5.凸模，6.施壓裝置，7.凹模固定板，8.旋轉(zhuǎn)軸，9.旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0020]實(shí)施例1，
[0021]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2a所示，凹模I的凹部與凸模5的凸部相配合，預(yù)制好的高熔點(diǎn)金屬3安放在凹模I內(nèi)，在凹模I內(nèi)、高熔點(diǎn)金屬3的內(nèi)側(cè)放置低熔點(diǎn)金屬4，加熱裝置2均勻安裝在凹模I的模壁，用于加熱凹模I，進(jìn)而加熱高熔點(diǎn)金屬3和低熔點(diǎn)金屬4，并使低熔點(diǎn)金屬4處于半固態(tài)，凹模I的底端與凹模固定板7固定連接，凹模固定板7與旋轉(zhuǎn)軸8連接，旋轉(zhuǎn)軸8與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9連接，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9通過旋轉(zhuǎn)軸8帶動(dòng)凹模固定板7旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)凹模I旋轉(zhuǎn)，凹模I旋轉(zhuǎn)時(shí)對高熔點(diǎn)金屬3和半固態(tài)的低熔點(diǎn)金屬4產(chǎn)生徑向作用力；凸模5的上方設(shè)有施壓裝置6，施壓裝置6能夠控制凸模5的上下移動(dòng)，當(dāng)凸模5向下移動(dòng)時(shí)，對高熔點(diǎn)金屬3和半固態(tài)的低熔點(diǎn)金屬4產(chǎn)生軸向作用力;在徑向和軸向作用力下，高熔點(diǎn)金屬3和半固態(tài)的低熔點(diǎn)金屬4發(fā)生塑性變形、以冶金形式結(jié)合，形成回轉(zhuǎn)類零件；回轉(zhuǎn)類零件的內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬4，即回轉(zhuǎn)類零件的內(nèi)層可塑性大。
[0022]實(shí)施例2，
[0023]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2b所示，凹模I的凹部與凸模5的凸部相配合，預(yù)制好的高熔點(diǎn)金屬3安放在凸模5上，低熔點(diǎn)金屬4放置凹模I內(nèi)，加熱裝置2均勻安裝在凹模I的模壁，用于加熱凹模I，進(jìn)而加熱高熔點(diǎn)金屬3和低熔點(diǎn)金屬4，并使低熔點(diǎn)金屬4處于半固態(tài)，凹模I的底端與凹模固定板7固定連接，凹模固定板7與旋轉(zhuǎn)軸8連接，旋轉(zhuǎn)軸8與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9連接，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9通過旋轉(zhuǎn)軸8帶動(dòng)凹模固定板7旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)凹模I旋轉(zhuǎn)，凹模I旋轉(zhuǎn)時(shí)對高熔點(diǎn)金屬3和半固態(tài)的低熔點(diǎn)金屬4產(chǎn)生徑向作用力；凸模5的上方設(shè)有施壓裝置6，施壓裝置6能夠控制凸模5的上下移動(dòng)，當(dāng)凸模5向下移動(dòng)時(shí)，對高熔點(diǎn)金屬3和半固態(tài)的低熔點(diǎn)金屬4產(chǎn)生軸向作用力;在徑向和軸向作用力下，高熔點(diǎn)金屬3和半固態(tài)的低熔點(diǎn)金屬4發(fā)生塑性變形、以冶金形式結(jié)合，形成回轉(zhuǎn)類零件；回轉(zhuǎn)類零件的外層為低熔點(diǎn)金屬4，即回轉(zhuǎn)類零件的外層可塑性大。
[0024]其中，加熱裝置2為環(huán)形加熱裝置，采用集束式管狀加熱元件，每一集束式管狀電熱元件最大功率5000KW，最高工作溫度可達(dá)750 °C，加熱裝置2的外殼具有絕緣性，確保凹模I工作過程中的安全;加熱裝置2固定在凹模I的加熱孔里，隨凹模I 一起旋轉(zhuǎn);加熱裝置2的加熱溫度由低熔點(diǎn)金屬4決定，溫度控制在低熔點(diǎn)金屬4的熔點(diǎn)附近;施壓裝置6采用普通壓力機(jī)，施壓裝置6的壓力能夠根據(jù)需要調(diào)整；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9所采用的電機(jī)具有正、反轉(zhuǎn)功能，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9的轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)所生產(chǎn)零件壁厚、材質(zhì)的不同實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。
[0025]采用本實(shí)用新型的裝置制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的方法，具體按照以下步驟進(jìn)行:將預(yù)制好的高熔點(diǎn)金屬3安放在凸模5或者凹模I上，在凹模I最內(nèi)層放置低熔點(diǎn)金屬4，開啟加熱裝置2，對凹模I及凹模I內(nèi)部的低熔點(diǎn)金屬4進(jìn)行加熱，待低熔點(diǎn)金屬4處于半固態(tài)時(shí)，關(guān)閉加熱裝置2;施壓裝置6采用普通壓力機(jī)，根據(jù)高熔點(diǎn)金屬3的變形抗力、所生產(chǎn)零件的變形量等因素調(diào)整施壓裝置6的壓力，凸模5在施壓裝置6的帶動(dòng)下向下移動(dòng)并進(jìn)入到凹模I中，繼續(xù)施壓，與此同時(shí)，開啟旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9，根據(jù)零件壁厚、材質(zhì)等因素調(diào)整旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9的轉(zhuǎn)速，通過旋轉(zhuǎn)軸8帶動(dòng)凹模固定板轉(zhuǎn)動(dòng)7，進(jìn)而帶動(dòng)凹模I和凹模I內(nèi)的金屬一起轉(zhuǎn)動(dòng);隨著凸模5的持續(xù)下降，在軸向壓力和凹模I旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生徑向壓力的共同作用下，處于高溫的高熔點(diǎn)金屬3和處于半固態(tài)的低熔點(diǎn)金屬4發(fā)生變形和流動(dòng)，當(dāng)凸模5下行到指定位置后停止下降，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9繼續(xù)工作一段時(shí)間，使高熔點(diǎn)金屬3和低熔點(diǎn)金屬4在徑向壓力作用下持續(xù)變形并緊密結(jié)合;關(guān)閉旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9，凸模5向上移動(dòng)并離開凹模1，取出零件，完成一個(gè)工作循環(huán)。
[0026]需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的裝置中還存在另外的相同要素。
[0027]本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。
[0028]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置，其特征在于，凹模(I)的凹部與凸模(5)的凸部相配合，凹模(I)與凸模(5)之間存在用于安放熔點(diǎn)不同的兩種金屬的間隙，加熱裝置(2)安裝在凹模(I)的模壁，用于加熱凹模(I)，進(jìn)而加熱所述熔點(diǎn)不同的兩種金屬，凹模(I)的底端與凹模固定板(7)固定連接，凹模固定板(7)與旋轉(zhuǎn)軸(8)連接，旋轉(zhuǎn)軸(8)與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(9)連接，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(9)通過旋轉(zhuǎn)軸(8)帶動(dòng)凹模固定板(7)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)凹模(I)旋轉(zhuǎn)，凹模(I)旋轉(zhuǎn)時(shí)對所述熔點(diǎn)不同的兩種金屬產(chǎn)生徑向作用力；凸模(5)的上方設(shè)有施壓裝置(6)，施壓裝置(6)能夠控制凸模(5)上下移動(dòng)，當(dāng)凸模(5)向下移動(dòng)時(shí)，對所述熔點(diǎn)不同的兩種金屬產(chǎn)生軸向作用力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置，其特征在于，所述熔點(diǎn)不同的兩種金屬包括高熔點(diǎn)金屬(3)和低熔點(diǎn)金屬(4)，高熔點(diǎn)金屬(3)安放在凹模(I)內(nèi)，低熔點(diǎn)金屬(4)放置在凹模(I)內(nèi)、高熔點(diǎn)金屬(3)的內(nèi)側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置，其特征在于，所述熔點(diǎn)不同的兩種金屬包括高熔點(diǎn)金屬(3)和低熔點(diǎn)金屬(4)，高熔點(diǎn)金屬(3)安放在凸模(5)上，低熔點(diǎn)金屬(4)放置在凹模(I)內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置，其特征在于，所述加熱裝置(2)為溫度可以控制的環(huán)形加熱裝置，固定在凹模(I)的加熱孔里，加熱裝置(2)采用集束式管狀加熱元件，每一集束式管狀電熱元件的最大功率5000KW，最高工作溫度750°C，加熱裝置(2)具有絕緣殼。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置，其特征在于，所述施壓裝置(6)的壓力能夠根據(jù)需要調(diào)整。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備層狀復(fù)合金屬回轉(zhuǎn)類零件的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(9)所采用的電機(jī)具有正、反轉(zhuǎn)功能，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(9)的轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)所生產(chǎn)零件壁厚、材質(zhì)的不同實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。
【文檔編號】B32B37/06GK205702132SQ201620648623
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】王栓強(qiáng), 孟廣慧
【申請人】西安航空學(xué)院