[發明專利]鎂基復合材料分體預熱一次浸滲擠壓成形裝置及方法

有效

• 申請號: 201310713686.4
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103695815A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 齊樂華;鞠錄巖;衛新亮;馬玉欽;周計明
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C22C47/12
• 分類號: C22C47/12;C22C49/04;C22C49/14;C22C101/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種鎂基復合材料分體預熱一次浸滲擠壓成形裝置，其特征在于：包括真空泵（1）、真空泵控制閥（2）、上密封塊（3）、預制體預熱腔（4）、密封墊片（6）、擠壓筒（7）、擠壓筒預熱爐（8）、下密封塊（9）、頂桿（10）、凸模（11）、預制體預熱爐（12）、底座（13）、合金管控制閥（14）、過濾網（16）、熔煉爐（17）和坩堝（18）；擠壓筒（7）固定在底座(13)上，同時置于擠壓筒預熱爐(8)之內；底座(13)的中心有通孔，并與擠壓筒（7）同軸，通孔直徑略大于擠壓筒(7)的內徑；擠壓筒（7）下部裝有下密封塊(9)，與擠壓筒（7）形成過渡配合，頂桿(10)支撐下密封塊(9)；預制體預熱腔(4)固定于擠壓筒（7）之上，同時置于預制體預熱爐(12)內，預制體預熱腔(4)與擠壓筒（7）內徑相等且同軸，預制體預熱腔(4)與擠壓筒（7）之間有密封墊片(6)，預制體預熱腔(4)上部有上密封塊(3)，兩者之間為過盈配合；預制體預熱腔(4)下部有通孔，通過管道與控制閥分別與真空泵（1）和坩堝（18）相連；坩堝(18)底部通過合金管與擠壓筒(7)相連；坩堝(18)置于熔煉爐(17)之內，且坩堝(18)要求密封性好，坩堝(18)內部有過濾網(16)，塊狀合金（15）置于過濾網(16)之上。

2.根據權利要求1所述的鎂基復合材料分體預熱一次浸滲擠壓成形裝置，其特征在于：所述上密封塊(3)由高強石墨制作。

3.根據權利要求1所述的鎂基復合材料分體預熱一次浸滲擠壓成形裝置，其特征在于：所述過濾網(16)的材料是不銹鋼。

4.根據權利要求1或3所述的鎂基復合材料分體預熱一次浸滲擠壓成形裝置，其特征在于：所述過濾網(16)的網孔是10～40目。

5.一種采用權利要求1所述裝置的鎂基復合材料分體預熱一次浸滲擠壓成形方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：下密封塊（9）壓入擠壓筒（7）底部，并將擠壓筒（7）固定于底座（13）之上，將預制體預熱腔（4）固定于擠壓筒（7）之上，保持預熱腔（4）與擠壓筒（7）同軸，并安裝擠壓筒預熱爐（8）與預制體預熱爐（12）；

步驟2：將預制體（5）固定于上密封塊（3）底端并壓入預制體預熱腔（4）之內，上密封塊(3)與預制體預熱腔（4）形成過盈配合；

步驟3：將過濾網（16）置于坩堝（18）之內，然后放入塊狀合金（15），通入氬氣密封坩堝（18），放入熔煉爐（17）內，接好接好合金管控制閥(16)與管路；真空泵（1）通過真空泵控制閥(2)與管路與預制體預熱腔(4)相連；

步驟4：關閉合金管控制閥（14），打開真空泵控制閥(2)，開啟真空泵（1）抽真空至1～5Kpa，然后關閉真空泵(1)與真空泵控制閥(2)；打開熔煉爐（17），將坩堝(18)溫度加熱到鎂合金液相線以上50～100℃，并保溫30～60分鐘；開啟擠壓筒預熱爐（12），將擠壓筒（7）預熱至300～500℃；開啟預制體預熱爐（12）將預制體（5）預熱至鎂合金液相線以上50～200℃；

步驟5：開啟合金管控制閥（14），在重力與真空的作用下將鎂合金基體吸入擠壓筒（7）；

步驟6：鎂合金注入后凸模（11）下行將預制體（5）壓入液態鎂合金并保壓，實現浸滲并使復合材料致密化，凸模（11）壓力保持在10～60Mpa；

步驟7：構件冷卻至所需溫度后，頂桿回程，凸模（11）下行壓出構件。