[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910115743.2
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN101637786A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯黎明;劉鴿平;黃永德;邢麗;陳玉華
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: B21C23/21
• 分類號: B21C23/21
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備復(fù)合材料的裝置，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的裝置。

背景技術(shù)

新材料的研究、發(fā)展與應(yīng)用一直是當(dāng)代高新技術(shù)的重要內(nèi)容之一。其中復(fù)合材料，特別是金屬基復(fù)合材料在新材料技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位。金屬基復(fù)合材料對促進(jìn)世界各國軍用和民用領(lǐng)域的高科技現(xiàn)代化，起到了至關(guān)重要的作用，因此倍受人們重視。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的制造方法的出現(xiàn)，金屬基復(fù)合材料在各方面將有越來越廣闊的應(yīng)用前景。

目前研究最較多的為輕金屬基復(fù)合材料。它們具有高比強(qiáng)度、高比模量的特點(diǎn)，多應(yīng)用于宇航、航空和汽車工業(yè)等領(lǐng)域。

金屬基復(fù)合材料的性能、特點(diǎn)、應(yīng)用和制造成本等在很大的程度上取決于金屬基復(fù)合材料的制備工藝和方法。目前，金屬基復(fù)合材料的制備工藝和方法可分為：攪拌鑄造法、粉末冶金法、原位生成法、擠壓鑄造法和噴射成形法等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用的范圍也不盡相同。如攪拌鑄造法對設(shè)備和工藝的要求很高，同時(shí)高溫使得元素的蒸發(fā)，造成浪費(fèi)；粉末冶金法制得的復(fù)合材料在室溫時(shí)延性差和加工性能不好，等等。

旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料法是一種新的合金化技術(shù)，該技術(shù)可以克服多種已有制備技術(shù)的不足，如該技術(shù)可以避開復(fù)雜的凝固過程；能形成高韌性的納米晶結(jié)構(gòu)；能制備難融金屬的合金化以及非平衡相的生成，等。該技術(shù)是在攪拌摩擦焊技術(shù)的基礎(chǔ)上演變而來的。旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料法制備復(fù)合材料的裝置是一種全新的材料制備裝置，設(shè)計(jì)過程參照了攪拌摩擦焊的工作特點(diǎn)，并結(jié)合復(fù)合材料制備的要求，增加了新的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)。

本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，它包括底板、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、底座、液壓缸、皮帶、后退頂桿、帶輪、旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體、脈動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲桿、齒輪座、齒輪、聯(lián)軸器、減速電機(jī)，其特征是底板連接底座，驅(qū)動(dòng)電機(jī)也安裝在底板上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過帶輪和皮帶連接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體中的旋轉(zhuǎn)摩擦頭，底座分別連接液壓缸、旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體和脈動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓缸上安裝頂桿，頂桿截面與旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體的入口滑動(dòng)配合連接，旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體的出口與后退頂桿相連，后退頂桿與脈動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，脈沖機(jī)構(gòu)連接絲桿，絲桿通過齒輪和聯(lián)軸器連接減速電機(jī)，齒輪安裝在齒輪座上。

本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體，它包括活動(dòng)腔蓋、冷卻水接口、旋轉(zhuǎn)摩擦頭、固定腔體、軸承組、旋轉(zhuǎn)軸、軸承蓋、連接板、導(dǎo)向銷，其特征是固定腔體和活動(dòng)腔蓋通過導(dǎo)向銷相互定位，并通過連接板將整個(gè)腔體安裝在底座上，固定腔體開有冷卻水接口，固定腔體上安裝旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)摩擦頭安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承組及軸承蓋與固定腔體定位連接，旋轉(zhuǎn)軸連接帶輪。

本發(fā)明所述的脈動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括支撐座、后退頂桿、偏心軸、支座、偏心軸座、電機(jī)、電機(jī)安裝座、導(dǎo)軌，其特征是支撐座滑動(dòng)連接導(dǎo)軌，支撐座底端安裝有電機(jī)安裝座，電機(jī)安裝座連接電機(jī)，電機(jī)連接偏心軸，偏心軸連接偏心軸座，偏心軸活動(dòng)連接后退頂桿，后退頂桿連接支座。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，旋轉(zhuǎn)摩擦頭與固定腔體之間的的相對位置及配合精度要求較高，裝置設(shè)計(jì)了后退系統(tǒng)及脈動(dòng)系統(tǒng)，在這兩系統(tǒng)的協(xié)同作用下，后退頂桿能夠?qū)崿F(xiàn)直線移動(dòng)與脈動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)形式對合成材料的性能大有幫助。該裝置頂桿擠壓力在0～16MPa范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并且旋轉(zhuǎn)摩擦頭的旋轉(zhuǎn)速度有720rpm、1500rpm、2000rpm三種選擇，后退速度為3～50mm/min連續(xù)可調(diào)，脈動(dòng)頻率范圍為0～20Hz，適應(yīng)不同復(fù)合材料的制備。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)擠壓形腔體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明脈動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖中，1、底板2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、底座4、液壓缸5、皮帶6、頂桿7、帶輪8、旋轉(zhuǎn)擠壓形腔體9、脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10、絲桿11、齒輪座12、齒輪13、驅(qū)動(dòng)齒輪14、聯(lián)軸器15，減速電機(jī)16、活動(dòng)腔蓋17、冷卻水接口18、旋轉(zhuǎn)摩擦頭19、固定腔體20、軸承組21、旋轉(zhuǎn)軸22、軸承蓋23、連接板24、導(dǎo)向銷25、支撐座26、后退頂桿27、偏心軸28、支座29、偏心軸座30、電機(jī)31、電機(jī)安裝座32、導(dǎo)軌

具體實(shí)施方式