镁基复合材料分体预热一次浸渗挤压成形装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103695815103695815A(43)申请公布日2014.04.02(21)申请号201310713686.4(22)申请日2013.12.20(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人齐乐华鞠录岩卫新亮马玉钦周计明(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.C22C47/12(2006.01)C22C49/04(2006.01)C22C49/14(2006.01)C22C101/10(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称镁基复合材料分体预热一次浸渗挤压成形装置及方法(57)摘要本发明公开了一种镁基复合材料分体预热一次浸渗挤压成形装置及方法，用于解决现有真空压力浸渗装置制备的金属基复合材料性能差的技术问题。技术方案是包括预制体预热腔、挤压筒、挤压筒预热炉、预制体预热炉和底座；挤压筒固定在底座上，同时置于挤压筒预热炉之内；预制体预热腔固定于挤压筒之上，同时置于预制体预热炉内，预制体预热腔与挤压筒内径相等且同轴。本发明将模具与预制体分开预热，可以提高预制体预热温度，同时降低模具的预热温度，提高了模具的经济性和安全性；由于在坩埚内安装了过滤网，防止碳纤维和镁合金的氧化，降低了杂质含量，提高复合材料的性能。CN103695815ACN1036958ACN103695815A权利要求书1/1页1.一种镁基复合材料分体预热一次浸渗挤压成形装置，其特征在于：包括真空泵（1）、真空泵控制阀（2）、上密封块（3）、预制体预热腔（4）、密封垫片（6）、挤压筒（7）、挤压筒预热炉（8）、下密封块（9）、顶杆（10）、凸模（11）、预制体预热炉（12）、底座（13）、合金管控制阀（14）、过滤网（16）、熔炼炉（17）和坩埚（18）；挤压筒（7）固定在底座(13)上，同时置于挤压筒预热炉(8)之内；底座(13)的中心有通孔，并与挤压筒（7）同轴，通孔直径略大于挤压筒(7)的内径；挤压筒（7）下部装有下密封块(9)，与挤压筒（7）形成过渡配合，顶杆(10)支撑下密封块(9)；预制体预热腔(4)固定于挤压筒（7）之上，同时置于预制体预热炉(12)内，预制体预热腔(4)与挤压筒（7）内径相等且同轴，预制体预热腔(4)与挤压筒（7）之间有密封垫片(6)，预制体预热腔(4)上部有上密封块(3)，两者之间为过盈配合；预制体预热腔(4)下部有通孔，通过管道与控制阀分别与真空泵（1）和坩埚（18）相连；坩埚(18)底部通过合金管与挤压筒(7)相连；坩埚(18)置于熔炼炉(17)之内，且坩埚(18)要求密封性好，坩埚(18)内部有过滤网(16)，块状合金（15）置于过滤网(16)之上。2.根据权利要求1所述的镁基复合材料分体预热一次浸渗挤压成形装置，其特征在于：所述上密封块(3)由高强石墨制作。3.根据权利要求1所述的镁基复合材料分体预热一次浸渗挤压成形装置，其特征在于：所述过滤网(16)的材料是不锈钢。4.根据权利要求1或3所述的镁基复合材料分体预热一次浸渗挤压成形装置，其特征在于：所述过滤网(16)的网孔是10～40目。5.一种采用权利要求1所述装置的镁基复合材料分体预热一次浸渗挤压成形方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：下密封块（9）压入挤压筒（7）底部，并将挤压筒（7）固定于底座（13）之上，将预制体预热腔（4）固定于挤压筒（7）之上，保持预热腔（4）与挤压筒（7）同轴，并安装挤压筒预热炉（8）与预制体预热炉（12）；步骤2：将预制体（5）固定于上密封块（3）底端并压入预制体预热腔（4）之内，上密封块(3)与预制体预热腔（4）形成过盈配合；步骤3：将过滤网（16）置于坩埚（18）之内，然后放入块状合金（15），通入氩气密封坩埚（18），放入熔炼炉（17）内，接好接好合金管控制阀(16)与管路；真空泵（1）通过真空泵控制阀(2)与管路与预制体预热腔(4)相连；步骤4：关闭合金管控制阀（14），打开真空泵控制阀(2)，开启真空泵（1）抽真空至1～5Kpa，然后关闭真空泵(1)与真空泵控制阀(2)；打开熔炼炉（17），将坩埚(18)温度加热到镁合金液相线以上50～100℃，并保温30～60分钟；开启挤压筒预热炉（12），将挤压筒（7）预热至300～500℃；开启预制体预热炉（12）将预制体（5）预热至镁合金液相线以上50～200℃；步骤5：开启合金管控制阀（14），在重力与真空的作用下将镁合金基体吸入挤压筒（7）；步骤6：镁合金注入后凸模（11）下行将预制体（5）压入液态镁合金并保压，实现浸渗并使复合材料致密化，凸模（