[實用新型]一種大氣環(huán)境下硬質(zhì)材料實現(xiàn)可控間隙連接的模具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320102814.7
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN203146496U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設計）人: 計紅軍;李明雨;程曉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院
• 主分類號: F16B5/00
• 分類號: F16B5/00;F16B5/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科;孫偉

技術(shù)領域

本實用新型涉及一種大氣環(huán)境下硬質(zhì)材料實現(xiàn)可控間隙的隨模加熱及冷卻連接的模具，尤其涉及一種適用于諸如陶瓷、玻璃及其他硬質(zhì)材料間的快捷、高效及高強的連接模具。

背景技術(shù)

隨著科技進步和社會生產(chǎn)的發(fā)展，硬質(zhì)材料諸如陶瓷（氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、碳化物陶瓷等）、玻璃（氧化物玻璃和非氧化物玻璃）及金屬化合物或礦物類材料因其優(yōu)異性能得到了廣泛地使用。陶瓷因在電性能、化學性能、光學性能及耐熱性方面具有金屬和其他聚合物材料所無法勝任的優(yōu)異性能，使其在材料工程、電子工程、化學工程以及機械工程中得到廣泛的應用，尤其是在航空航天、生物醫(yī)療、機械加工及節(jié)能裝備方面，陶瓷材料是各國科技發(fā)展戰(zhàn)略藍圖中的重點；玻璃材料與陶瓷材料一樣具有被人類社會使用的悠久歷史，是與人類日常生活密切相關的一種硬質(zhì)材料。玻璃材料因其在力學性能、光學性能及熱學方面的獨特性能，被廣泛地使用在建筑裝飾、車輛制造、光伏設備等行業(yè)；其他的硬質(zhì)材料，諸如金屬化合物（Cr基、Mn基、W基等）及其他硬質(zhì)礦物材料也被廣泛的使用在社會生產(chǎn)的各個領域。

但硬質(zhì)材料高硬度、高熔點及大的脆性，使其大規(guī)模的應用受到了限制，尤其是在對復雜結(jié)構(gòu)和復合材料越來越關注的當今社會，如何解決硬質(zhì)材料在復雜結(jié)構(gòu)及制造新的復合材料中的應用難點成了當今普遍關注的焦點。目前各國的研究重點集中在開發(fā)可靠地連接方法，將規(guī)則的硬質(zhì)材料件組裝成復雜結(jié)構(gòu)或結(jié)合成復合材料，主要的研究力量有日本、美國和歐洲（以德國、法國為代表）。日本在硬質(zhì)材料的連接方面研究最為深入，取得了大量令人振奮的成果，如全陶瓷內(nèi)燃機、陶瓷真空泵等。

到目前為止，硬質(zhì)材料的連接主要是同質(zhì)或異質(zhì)的硬質(zhì)材料連接，或者是硬質(zhì)材料與金屬（單質(zhì)或復合物）的連接，廣泛采用的技術(shù)主要是機械連接和擴散焊。機械連接主要包括鉸接和栓接兩種，但該方法獲得的接頭強度及密封性較差，同時機械加工困難以及對材料基體損傷大，因此不能被廣泛地使用在對性能有嚴格要求的場合；擴散焊因其高連接質(zhì)量及可靠性，通常被廣泛地應用在硬質(zhì)材料連接領域中。但傳統(tǒng)的擴散焊因其真空環(huán)境要求高、工藝設備復雜和生產(chǎn)周期長等缺點，因此不能很好的適應綠色環(huán)保及節(jié)能減排的現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展趨勢；以超聲波連接方法為代表的機械振動連接方法因其能夠用簡單的設備在短時間內(nèi)實現(xiàn)材料的連接，正受到愈來愈廣泛的關注；但傳統(tǒng)的超聲焊接等機械振動連接方法亦存在對被連接材料機械沖擊損傷大的明顯缺陷，且大多用于硬質(zhì)材料與相對軟的金屬材料（Al、Cu、Mg等）的連接，應用受到一定局限。因此如何有效的開發(fā)出新的連接方法和裝卡模具，使之能同時具備擴散焊和機械振動連接二者優(yōu)點，即在形成高質(zhì)量、高可靠性的同時使加工工藝簡便，成了當今社會硬質(zhì)材料加工生產(chǎn)領域中亟需解決的問題。

實用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問題，本實用新型提供一種能夠使硬質(zhì)材料在大氣環(huán)境下實現(xiàn)可控間隙的隨模加熱及冷卻連接的模具，被連接硬質(zhì)材料選自：陶瓷、玻璃、金屬化合物或礦物材料，其特征在于：

一種模具，所述模具能夠使硬質(zhì)材料在大氣環(huán)境下實現(xiàn)可控間隙的隨模加熱及冷卻連接，其包括模具底板1、豎立擋板2、緊壓件7、配合螺母件8，其特征在于：所述四周豎立擋板2連接于模具底板1上；所述被連接工件11位于模具底板1上及四周豎立擋板2圍成的腔內(nèi)；所述緊壓件7與豎立擋板2連接，配合螺母件8用于調(diào)節(jié)所述緊壓件7對被連接工件11的壓力大小。

作為本實用新型的進一步改進，上述被連接工件11的材料可以是相同或不同的硬質(zhì)材料，包括基材一4、基材二6，基材一（4）、基材二（6）中間設有中間層（5）。

作為本實用新型的進一步改進，上述模具底板1和四周豎立擋板2通過模具底板1上的限位槽、螺栓、螺柱或銷緊密配合；上述模具底板1形狀優(yōu)選方形、圓形或者不規(guī)則的多邊形；上述述豎立擋板2為分立的組裝件或整體件，上述整體件優(yōu)選方形環(huán)套、圓環(huán)形或任意多邊形環(huán)套。

優(yōu)選與模具及被連接工件11尺寸相匹配緊壓件7，連接于豎立擋板2上，配合螺母件8來控制調(diào)節(jié)該緊壓件對被連接工件的壓力大小。因此該緊壓件7能同時起到結(jié)構(gòu)加固和施加預壓力的作用。上述緊壓件7與豎立擋板2優(yōu)選豎立擋板2上的螺栓、螺柱或銷連接，上述緊壓件7的形狀優(yōu)選條狀或弓狀，上述緊壓件7優(yōu)選對稱布置在被連接工件11的邊緣。

作為本實用新型的進一步改進，上述中間層5的厚度根據(jù)工藝參數(shù)調(diào)節(jié)，當其為可成型材質(zhì)時，優(yōu)選片狀、箔狀；當中間層5為粉體或微粒材料時，優(yōu)選采用受熱易揮發(fā)性的有機溶劑作為粘結(jié)劑，利用通用粉體壓膜設備壓制成標準尺寸的中間層。