一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置，屬于材料成型技術領域，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，進而加熱所述熔點不同的兩種金屬，凹模的底端與凹模固定板固定連接，凹模固定板與旋轉軸連接，旋轉軸與旋轉驅動裝置連接，旋轉驅動裝置通過旋轉軸帶動凹模固定板旋轉，進而帶動凹模旋轉；凸模的上方設有施壓裝置，施壓裝置能夠控制凸模上下移動。本實用新型采用擠壓、旋壓工藝，解決了現有技術中復合板材的制備與零件制造必須分開進行，導致增加生產工序，降低生產效率的問題。
【專利說明】
一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于材料成型技術領域，涉及一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置。
【背景技術】
[0002]隨著現代國防科技、航天航空、汽車電子等科學技術和現代工業的發展，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代化生產和更為復雜的服役條件對材料綜合性能的需要。層狀金屬復合材料是利用復合技術使兩種或兩種以上物理、化學、力學性能不同的金屬在界面上實現牢固冶金結合而制備的一種新型復合材料。層狀金屬復合材料在保持母材金屬特性的同時具有“相補效應”，能有效地結合其組成原料的各自優點，彌補各自不足，同時在不同部位與側面擁有不同的性能，具有良好的可設計性和較高的力學性能，經過適當的組合易于形成優異的綜合性能，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K。
[0003]層狀金屬復合材料的制備方法繁多，主要有乳制復合法、爆炸焊接法、鑄乳復合法、自蔓延高溫合成焊接法、雙結晶器充芯連鑄法，雙流澆注連續鑄造法等。根據復合方式的不同，這些制備方法大體上可以分為三類“固一固”相復合法、“固一液”相復合法、“液一液”相復合法。這些復合方法或多或少都有自身的缺點，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合的同時就能得到零件。
[0004]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了制備層狀復合金屬回轉類零件的方法。采用半固態、熱擠壓和旋壓成型相結合的方法，直接制得層狀金屬復合類回轉零件。
【實用新型內容】
[0005]為了達到上述目的，本實用新型提供一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置，采用擠壓、旋壓工藝，在制造零件的過程中，把兩種熔點不同的金屬材料復合到一起，從而制得層狀復合金屬材質的回轉類零件，解決了現有技術中復合板材的制備與零件制造必須分開進行，導致增加生產工序，降低生產效率的問題。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是，一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置，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，進而加熱熔點不同的兩種金屬，凹模的底端與凹模固定板固定連接，凹模固定板與旋轉軸連接，旋轉軸與旋轉驅動裝置連接，旋轉驅動裝置通過旋轉軸帶動凹模固定板旋轉，進而帶動凹模旋轉，凹模旋轉時對熔點不同的兩種金屬產生徑向作用力；凸模的上方設有施壓裝置，施壓裝置能夠控制凸模上下移動，當凸模向下移動時，對熔點不同的兩種金屬產生軸向作用力。
[0007]本實用新型的特征還在于，進一步的，恪點不同的兩種金屬包括高恪點金屬和低熔點金屬，高熔點金屬安放在凹模內，低熔點金屬放置在凹模內、高熔點金屬的內側。
[0008]進一步的，熔點不同的兩種金屬包括高熔點金屬和低熔點金屬，高熔點金屬安放在凸模上，低熔點金屬放置在凹模內。
[0009]進一步的，加熱裝置為溫度可以控制的環形加熱裝置，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]進一步的，施壓裝置的壓力能夠根據需要調整。
[0011]進一步的，旋轉驅動裝置所采用的電機具有正、反轉功能，旋轉驅動裝置的轉速能夠根據所生產零件壁厚、材質的不同實現無級調速。
[0012]本實用新型的有益效果是:本實用新型利用加熱裝置使一種金屬成半固態，另一種金屬處于高溫下的固態，然后在徑向壓力和軸向壓力的共同作用下，使兩種金屬材料發生物理、化學變化，最終形成所需要的回轉類零件;熱壓復合兩種熔點不同的金屬材料的同時，制得所需形狀的回轉類零件，減少了生產工序，降低成本，提供生產效率。
[0013]采用本實用新型制得的零件，兩種異質金屬之間的結合有冶金結合、物理結合等多種形式，結合牢靠，能夠用于對零件內外層耐熱程度要求不同的場合，并且在確保達到耐高溫要求的前提下，減輕了零件的質量，實用性更強。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型的技術方案，下面將對本實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用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0016]圖2a是制備高熔點金屬在外層的回轉類零件示意圖。
[0017]圖2b是制備高熔點金屬在內層的回轉類零件示意圖。
[0018]圖中，1.凹模，2.加熱裝置，3.高熔點金屬，4.低熔點金屬，5.凸模，6.施壓裝置，7.凹模固定板，8.旋轉軸，9.旋轉驅動裝置。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0020]實施例1，
[0021]本實用新型的結構，如圖1和圖2a所示，凹模I的凹部與凸模5的凸部相配合，預制好的高熔點金屬3安放在凹模I內，在凹模I內、高熔點金屬3的內側放置低熔點金屬4，加熱裝置2均勻安裝在凹模I的模壁，用于加熱凹模I，進而加熱高熔點金屬3和低熔點金屬4，并使低熔點金屬4處于半固態，凹模I的底端與凹模固定板7固定連接，凹模固定板7與旋轉軸8連接，旋轉軸8與旋轉驅動裝置9連接，旋轉驅動裝置9通過旋轉軸8帶動凹模固定板7旋轉，進而帶動凹模I旋轉，凹模I旋轉時對高熔點金屬3和半固態的低熔點金屬4產生徑向作用力；凸模5的上方設有施壓裝置6，施壓裝置6能夠控制凸模5的上下移動，當凸模5向下移動時，對高熔點金屬3和半固態的低熔點金屬4產生軸向作用力;在徑向和軸向作用力下，高熔點金屬3和半固態的低熔點金屬4發生塑性變形、以冶金形式結合，形成回轉類零件；回轉類零件的內層為低熔點金屬4，即回轉類零件的內層可塑性大。
[0022]實施例2，
[0023]本實用新型的結構，如圖1和圖2b所示，凹模I的凹部與凸模5的凸部相配合，預制好的高熔點金屬3安放在凸模5上，低熔點金屬4放置凹模I內，加熱裝置2均勻安裝在凹模I的模壁，用于加熱凹模I，進而加熱高熔點金屬3和低熔點金屬4，并使低熔點金屬4處于半固態，凹模I的底端與凹模固定板7固定連接，凹模固定板7與旋轉軸8連接，旋轉軸8與旋轉驅動裝置9連接，旋轉驅動裝置9通過旋轉軸8帶動凹模固定板7旋轉，進而帶動凹模I旋轉，凹模I旋轉時對高熔點金屬3和半固態的低熔點金屬4產生徑向作用力；凸模5的上方設有施壓裝置6，施壓裝置6能夠控制凸模5的上下移動，當凸模5向下移動時，對高熔點金屬3和半固態的低熔點金屬4產生軸向作用力;在徑向和軸向作用力下，高熔點金屬3和半固態的低熔點金屬4發生塑性變形、以冶金形式結合，形成回轉類零件；回轉類零件的外層為低熔點金屬4，即回轉類零件的外層可塑性大。
[0024]其中，加熱裝置2為環形加熱裝置，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;加熱裝置2的加熱溫度由低熔點金屬4決定，溫度控制在低熔點金屬4的熔點附近;施壓裝置6采用普通壓力機，施壓裝置6的壓力能夠根據需要調整；旋轉驅動裝置9所采用的電機具有正、反轉功能，旋轉驅動裝置9的轉速能夠根據所生產零件壁厚、材質的不同實現無級調速。
[0025]采用本實用新型的裝置制備層狀復合金屬回轉類零件的方法，具體按照以下步驟進行:將預制好的高熔點金屬3安放在凸模5或者凹模I上，在凹模I最內層放置低熔點金屬4，開啟加熱裝置2，對凹模I及凹模I內部的低熔點金屬4進行加熱，待低熔點金屬4處于半固態時，關閉加熱裝置2;施壓裝置6采用普通壓力機，根據高熔點金屬3的變形抗力、所生產零件的變形量等因素調整施壓裝置6的壓力，凸模5在施壓裝置6的帶動下向下移動并進入到凹模I中，繼續施壓，與此同時，開啟旋轉驅動裝置9，根據零件壁厚、材質等因素調整旋轉驅動裝置9的轉速，通過旋轉軸8帶動凹模固定板轉動7，進而帶動凹模I和凹模I內的金屬一起轉動;隨著凸模5的持續下降，在軸向壓力和凹模I旋轉產生徑向壓力的共同作用下，處于高溫的高熔點金屬3和處于半固態的低熔點金屬4發生變形和流動，當凸模5下行到指定位置后停止下降，旋轉驅動裝置9繼續工作一段時間，使高熔點金屬3和低熔點金屬4在徑向壓力作用下持續變形并緊密結合;關閉旋轉驅動裝置9，凸模5向上移動并離開凹模1，取出零件，完成一個工作循環。
[0026]需要說明的是，在本文中，術語“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……”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]本說明書中的各個實施例均采用相關的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。
[0028]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置，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)，進而加熱所述熔點不同的兩種金屬，凹模(I)的底端與凹模固定板(7)固定連接，凹模固定板(7)與旋轉軸(8)連接，旋轉軸(8)與旋轉驅動裝置(9)連接，旋轉驅動裝置(9)通過旋轉軸(8)帶動凹模固定板(7)旋轉，進而帶動凹模(I)旋轉，凹模(I)旋轉時對所述熔點不同的兩種金屬產生徑向作用力；凸模(5)的上方設有施壓裝置(6)，施壓裝置(6)能夠控制凸模(5)上下移動，當凸模(5)向下移動時，對所述熔點不同的兩種金屬產生軸向作用力。2.根據權利要求1所述的一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置，其特征在于，所述熔點不同的兩種金屬包括高熔點金屬(3)和低熔點金屬(4)，高熔點金屬(3)安放在凹模(I)內，低熔點金屬(4)放置在凹模(I)內、高熔點金屬(3)的內側。3.根據權利要求1所述的一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置，其特征在于，所述熔點不同的兩種金屬包括高熔點金屬(3)和低熔點金屬(4)，高熔點金屬(3)安放在凸模(5)上，低熔點金屬(4)放置在凹模(I)內。4.根據權利要求1所述的一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置，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.根據權利要求1所述的一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置，其特征在于，所述施壓裝置(6)的壓力能夠根據需要調整。6.根據權利要求1所述的一種制備層狀復合金屬回轉類零件的裝置，其特征在于，所述旋轉驅動裝置(9)所采用的電機具有正、反轉功能，旋轉驅動裝置(9)的轉速能夠根據所生產零件壁厚、材質的不同實現無級調速。
【文檔編號】B32B37/06GK205702132SQ201620648623
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】王栓強, 孟廣慧
【申請人】西安航空學院