[發(fā)明專利]一種鋁基復(fù)合材料小變形耐壓件的成形方法

有效

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• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104190895B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪勇;余申衛(wèi);王惠梅;范玉虎;付淑艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第十二研究所
• 主分類號: B22D17/00
• 分類號: B22D17/00;B22D27/09;C22C1/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁基復(fù)合材料的成形技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋁基復(fù)合材料耐壓件在液態(tài)壓力下充型，高壓下凝固、塑性變形的方法，具體涉及一種鋁基復(fù)合材料小變形耐壓件的成形方法。

背景技術(shù)

在使用過程中耐壓件要求承受很大壓力情況下變形量較小，因此對材料的綜合性能及成形提出了較高的要求。采用一般的鑄造成形工藝生產(chǎn)的鋁基復(fù)合材料耐壓件易產(chǎn)生縮孔、縮松、組織粗大、缺陷多，不利于材料綜合性能提高，無法滿足使用要求。而將液固高壓成形技術(shù)應(yīng)用于鋁基復(fù)合材料耐壓件，可以對液態(tài)金屬施加一定的機械靜壓力實現(xiàn)金屬液態(tài)充型，利用金屬鑄造凝固成形時易流動和鍛造技術(shù)使已凝固的封閉部位進行塑性變形，讓金屬液在壓力作用下結(jié)晶凝固并強制消除因凝固收縮形成的縮孔，從而獲得無任何鑄造缺陷的零件毛坯。該工藝具有許多優(yōu)點，但其適用范圍主要是常規(guī)的鋁及其它合金。而鋁基復(fù)合材料是多相材料，其成形能力不僅取決于基體合金性質(zhì)和工藝參數(shù)，還取決于材料復(fù)合相在熔體中的濃度和分布狀態(tài)。由于復(fù)合材料熔體與基體合金粘度相差很大，鑄造過程中流動性差，因此常規(guī)鋁合金的成形工藝不能用于成形鋁基復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋁基復(fù)合材料小變形耐壓件的成形方法，將液固高壓成形技術(shù)應(yīng)用到鋁基復(fù)合材料耐壓件的制備中，同時可以提高材料的綜合性能，制備出滿足性能的鋁基復(fù)合材料耐壓件。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種鋁基復(fù)合材料小變形耐壓件的成形方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1：對鋁基復(fù)合材料進行熔煉；

步驟2：鋁基復(fù)合材料耐壓件的液固高壓成形；

步驟3：后序處理。

本發(fā)明的特點還在于，

其中的步驟1具體按照以下步驟實施：將鋁基復(fù)合材料放入錠子中，將錠子放置于坩堝中加熱，待鋁基復(fù)合材料熔體溫度達到720～760℃，保溫并對熔體進行電磁攪拌處理，電磁攪拌時間為15～30min，然后用氬氣除氣精煉5～10min，之后去除液面上的浮渣。

其中的步驟2具體按照以下步驟實施：將模具安裝在液壓機上，模具加熱至150～180℃，向模具內(nèi)腔噴涂涂料，待模具加熱到200～230℃，將鋁基復(fù)合材料熔體澆注到模具型腔內(nèi)，鋁基復(fù)合材料熔體澆注溫度為720～760℃；澆注速度為10-30毫米/秒，液固高壓成形壓力為80～100MPa，凝固保壓時間為15～20s。

其中的模具包括凸模和凹模，凸模置于上模板和上固定板上，凹模模套與下模板通過調(diào)節(jié)螺栓連接，凹模置于凹模模套中，耐壓件通過頂桿頂出。

其中的步驟3具體按照以下步驟實施：取出的零件經(jīng)過清理，再經(jīng)過熱處理，切削加工后制得滿足要求的耐壓件。

本發(fā)明的有益效果是，將液固高壓成形技術(shù)應(yīng)用于鋁基復(fù)合材料耐壓件上，解決了鋁基復(fù)合材料的成型問題，復(fù)合材料液固高壓成形技術(shù)克服了因復(fù)合相的加入材料流動性差而成形難的問題，提高材料的成形性。采用電磁攪拌的方法，使得增強體分布均勻，金屬液在壓力下凝固，細化晶粒同時增強凝固補縮能力，避免的縮松、縮孔，提高了鋁基復(fù)合材料耐壓件的綜合性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明鋁基復(fù)合材料小變形耐壓件的成形方法的工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明方法中采用的液固高壓成形模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.上固定板，2.上模板，3.導(dǎo)套，4.凸模，5.保溫套，6.液態(tài)合金，7.凹模模套，8.凹模，9.頂桿，10.調(diào)節(jié)螺栓，11.下模板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)明鋁基復(fù)合材料小變形耐壓件的成形方法，如圖1所示，具體按照以下步驟實施：

步驟1：鋁基復(fù)合材料的熔煉過程，將鋁基復(fù)合材料錠子清理干凈，放置于坩堝中加熱，待鋁基復(fù)合材料熔體溫度達到720～760℃，保溫并對熔體進行電磁攪拌處理，電磁攪拌時間為15～30min，然后用氬氣除氣精煉5～10min，之后去除液面上的浮渣；