一种制备层状复合金属回转类零件的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种制备层状复合金属回转类零件的装置，属于材料成型技术领域，凹模的凹部与凸模的凸部相配合，凹模与凸模之间存在用于安放熔点不同的两种金属的间隙，加热装置安装在凹模的模壁，用于加热凹模，进而加热所述熔点不同的两种金属，凹模的底端与凹模固定板固定连接，凹模固定板与旋转轴连接，旋转轴与旋转驱动装置连接，旋转驱动装置通过旋转轴带动凹模固定板旋转，进而带动凹模旋转；凸模的上方设有施压装置，施压装置能够控制凸模上下移动。本实用新型采用挤压、旋压工艺，解决了现有技术中复合板材的制备与零件制造必须分开进行，导致增加生产工序，降低生产效率的问题。
【专利说明】
一种制备层状复合金属回转类零件的装置
技术领域
[0001]本实用新型属于材料成型技术领域，涉及一种制备层状复合金属回转类零件的装置。
【背景技术】
[0002]随着现代国防科技、航天航空、汽车电子等科学技术和现代工业的发展，人们对材料的性能提出了越来越高的要求，单一的金属或合金已很难完全满足现代化生产和更为复杂的服役条件对材料综合性能的需要。层状金属复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属在界面上实现牢固冶金结合而制备的一种新型复合材料。层状金属复合材料在保持母材金属特性的同时具有“相补效应”，能有效地结合其组成原料的各自优点，弥补各自不足，同时在不同部位与侧面拥有不同的性能，具有良好的可设计性和较高的力学性能，经过适当的组合易于形成优异的综合性能，可以极大地改善一单一金属材料的热膨胀性、强度、冲击韧性、断裂韧性、磨损、耐蚀性、电性能、磁性能等诸多性會K。
[0003]层状金属复合材料的制备方法繁多，主要有乳制复合法、爆炸焊接法、铸乳复合法、自蔓延高温合成焊接法、双结晶器充芯连铸法，双流浇注连续铸造法等。根据复合方式的不同，这些制备方法大体上可以分为三类“固一固”相复合法、“固一液”相复合法、“液一液”相复合法。这些复合方法或多或少都有自身的缺点，往往需后期加工或者其他成型方法才可以制得零件，很少有在层状金属材料复合的同时就能得到零件。
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了制备层状复合金属回转类零件的方法。采用半固态、热挤压和旋压成型相结合的方法，直接制得层状金属复合类回转零件。
【实用新型内容】
[0005]为了达到上述目的，本实用新型提供一种制备层状复合金属回转类零件的装置，采用挤压、旋压工艺，在制造零件的过程中，把两种熔点不同的金属材料复合到一起，从而制得层状复合金属材质的回转类零件，解决了现有技术中复合板材的制备与零件制造必须分开进行，导致增加生产工序，降低生产效率的问题。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是，一种制备层状复合金属回转类零件的装置，其特征在于，凹模的凹部与凸模的凸部相配合，凹模与凸模之间存在用于安放熔点不同的两种金属的间隙，加热装置安装在凹模的模壁，用于加热凹模，进而加热熔点不同的两种金属，凹模的底端与凹模固定板固定连接，凹模固定板与旋转轴连接，旋转轴与旋转驱动装置连接，旋转驱动装置通过旋转轴带动凹模固定板旋转，进而带动凹模旋转，凹模旋转时对熔点不同的两种金属产生径向作用力；凸模的上方设有施压装置，施压装置能够控制凸模上下移动，当凸模向下移动时，对熔点不同的两种金属产生轴向作用力。
[0007]本实用新型的特征还在于，进一步的，恪点不同的两种金属包括高恪点金属和低熔点金属，高熔点金属安放在凹模内，低熔点金属放置在凹模内、高熔点金属的内侧。
[0008]进一步的，熔点不同的两种金属包括高熔点金属和低熔点金属，高熔点金属安放在凸模上，低熔点金属放置在凹模内。
[0009]进一步的，加热装置为温度可以控制的环形加热装置，固定在凹模的加热孔里，加热装置采用集束式管状加热元件，每一集束式管状电热元件的最大功率5000KW，最高工作温度750°C，加热装置具有绝缘壳。
[0010]进一步的，施压装置的压力能够根据需要调整。
[0011]进一步的，旋转驱动装置所采用的电机具有正、反转功能，旋转驱动装置的转速能够根据所生产零件壁厚、材质的不同实现无级调速。
[0012]本实用新型的有益效果是:本实用新型利用加热装置使一种金属成半固态，另一种金属处于高温下的固态，然后在径向压力和轴向压力的共同作用下，使两种金属材料发生物理、化学变化，最终形成所需要的回转类零件;热压复合两种熔点不同的金属材料的同时，制得所需形状的回转类零件，减少了生产工序，降低成本，提供生产效率。
[0013]采用本实用新型制得的零件，两种异质金属之间的结合有冶金结合、物理结合等多种形式，结合牢靠，能够用于对零件内外层耐热程度要求不同的场合，并且在确保达到耐高温要求的前提下，减轻了零件的质量，实用性更强。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
[0016]图2a是制备高熔点金属在外层的回转类零件示意图。
[0017]图2b是制备高熔点金属在内层的回转类零件示意图。
[0018]图中，1.凹模，2.加热装置，3.高熔点金属，4.低熔点金属，5.凸模，6.施压装置，7.凹模固定板，8.旋转轴，9.旋转驱动装置。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]实施例1，
[0021]本实用新型的结构，如图1和图2a所示，凹模I的凹部与凸模5的凸部相配合，预制好的高熔点金属3安放在凹模I内，在凹模I内、高熔点金属3的内侧放置低熔点金属4，加热装置2均匀安装在凹模I的模壁，用于加热凹模I，进而加热高熔点金属3和低熔点金属4，并使低熔点金属4处于半固态，凹模I的底端与凹模固定板7固定连接，凹模固定板7与旋转轴8连接，旋转轴8与旋转驱动装置9连接，旋转驱动装置9通过旋转轴8带动凹模固定板7旋转，进而带动凹模I旋转，凹模I旋转时对高熔点金属3和半固态的低熔点金属4产生径向作用力；凸模5的上方设有施压装置6，施压装置6能够控制凸模5的上下移动，当凸模5向下移动时，对高熔点金属3和半固态的低熔点金属4产生轴向作用力;在径向和轴向作用力下，高熔点金属3和半固态的低熔点金属4发生塑性变形、以冶金形式结合，形成回转类零件；回转类零件的内层为低熔点金属4，即回转类零件的内层可塑性大。
[0022]实施例2，
[0023]本实用新型的结构，如图1和图2b所示，凹模I的凹部与凸模5的凸部相配合，预制好的高熔点金属3安放在凸模5上，低熔点金属4放置凹模I内，加热装置2均匀安装在凹模I的模壁，用于加热凹模I，进而加热高熔点金属3和低熔点金属4，并使低熔点金属4处于半固态，凹模I的底端与凹模固定板7固定连接，凹模固定板7与旋转轴8连接，旋转轴8与旋转驱动装置9连接，旋转驱动装置9通过旋转轴8带动凹模固定板7旋转，进而带动凹模I旋转，凹模I旋转时对高熔点金属3和半固态的低熔点金属4产生径向作用力；凸模5的上方设有施压装置6，施压装置6能够控制凸模5的上下移动，当凸模5向下移动时，对高熔点金属3和半固态的低熔点金属4产生轴向作用力;在径向和轴向作用力下，高熔点金属3和半固态的低熔点金属4发生塑性变形、以冶金形式结合，形成回转类零件；回转类零件的外层为低熔点金属4，即回转类零件的外层可塑性大。
[0024]其中，加热装置2为环形加热装置，采用集束式管状加热元件，每一集束式管状电热元件最大功率5000KW，最高工作温度可达750 °C，加热装置2的外壳具有绝缘性，确保凹模I工作过程中的安全;加热装置2固定在凹模I的加热孔里，随凹模I 一起旋转;加热装置2的加热温度由低熔点金属4决定，温度控制在低熔点金属4的熔点附近;施压装置6采用普通压力机，施压装置6的压力能够根据需要调整；旋转驱动装置9所采用的电机具有正、反转功能，旋转驱动装置9的转速能够根据所生产零件壁厚、材质的不同实现无级调速。
[0025]采用本实用新型的装置制备层状复合金属回转类零件的方法，具体按照以下步骤进行:将预制好的高熔点金属3安放在凸模5或者凹模I上，在凹模I最内层放置低熔点金属4，开启加热装置2，对凹模I及凹模I内部的低熔点金属4进行加热，待低熔点金属4处于半固态时，关闭加热装置2;施压装置6采用普通压力机，根据高熔点金属3的变形抗力、所生产零件的变形量等因素调整施压装置6的压力，凸模5在施压装置6的带动下向下移动并进入到凹模I中，继续施压，与此同时，开启旋转驱动装置9，根据零件壁厚、材质等因素调整旋转驱动装置9的转速，通过旋转轴8带动凹模固定板转动7，进而带动凹模I和凹模I内的金属一起转动;随着凸模5的持续下降，在轴向压力和凹模I旋转产生径向压力的共同作用下，处于高温的高熔点金属3和处于半固态的低熔点金属4发生变形和流动，当凸模5下行到指定位置后停止下降，旋转驱动装置9继续工作一段时间，使高熔点金属3和低熔点金属4在径向压力作用下持续变形并紧密结合;关闭旋转驱动装置9，凸模5向上移动并离开凹模1，取出零件，完成一个工作循环。
[0026]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的装置中还存在另外的相同要素。
[0027]本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0028]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种制备层状复合金属回转类零件的装置，其特征在于，凹模(I)的凹部与凸模(5)的凸部相配合，凹模(I)与凸模(5)之间存在用于安放熔点不同的两种金属的间隙，加热装置(2)安装在凹模(I)的模壁，用于加热凹模(I)，进而加热所述熔点不同的两种金属，凹模(I)的底端与凹模固定板(7)固定连接，凹模固定板(7)与旋转轴(8)连接，旋转轴(8)与旋转驱动装置(9)连接，旋转驱动装置(9)通过旋转轴(8)带动凹模固定板(7)旋转，进而带动凹模(I)旋转，凹模(I)旋转时对所述熔点不同的两种金属产生径向作用力；凸模(5)的上方设有施压装置(6)，施压装置(6)能够控制凸模(5)上下移动，当凸模(5)向下移动时，对所述熔点不同的两种金属产生轴向作用力。2.根据权利要求1所述的一种制备层状复合金属回转类零件的装置，其特征在于，所述熔点不同的两种金属包括高熔点金属(3)和低熔点金属(4)，高熔点金属(3)安放在凹模(I)内，低熔点金属(4)放置在凹模(I)内、高熔点金属(3)的内侧。3.根据权利要求1所述的一种制备层状复合金属回转类零件的装置，其特征在于，所述熔点不同的两种金属包括高熔点金属(3)和低熔点金属(4)，高熔点金属(3)安放在凸模(5)上，低熔点金属(4)放置在凹模(I)内。4.根据权利要求1所述的一种制备层状复合金属回转类零件的装置，其特征在于，所述加热装置(2)为温度可以控制的环形加热装置，固定在凹模(I)的加热孔里，加热装置(2)采用集束式管状加热元件，每一集束式管状电热元件的最大功率5000KW，最高工作温度750°C，加热装置(2)具有绝缘壳。5.根据权利要求1所述的一种制备层状复合金属回转类零件的装置，其特征在于，所述施压装置(6)的压力能够根据需要调整。6.根据权利要求1所述的一种制备层状复合金属回转类零件的装置，其特征在于，所述旋转驱动装置(9)所采用的电机具有正、反转功能，旋转驱动装置(9)的转速能够根据所生产零件壁厚、材质的不同实现无级调速。
【文档编号】B32B37/06GK205702132SQ201620648623
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】王栓强, 孟广慧
【申请人】西安航空学院