[發明專利]一種點陣結構低熔點合金型芯制備裝置及制備方法

有效

• 申請號: 201610265850.3
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN105772640B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 張建華;官成宇;謝逸群;林佳悅;楊思遠;劉書建;楊浩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的是一種點陣結構低熔點合金型芯制備裝置。包括開孔內芯、鑄模、橫梁，所述的開孔內芯為熱膨脹率高于低熔點合金的金屬棒；所述的鑄模具有模腔、磁鐵及卡槽，磁鐵嵌入到模腔底部能固定開孔內芯下端，卡槽固定橫梁；所述的橫梁內嵌有磁鐵，磁鐵固定開孔內芯上端。本發明的制備方法是利用開孔內芯冷縮大于低熔點合金的原理，采用磁鐵吸附固定開孔內芯的手段，達到自然脫模、方便定位的目的。與傳統點陣結構的制備方法相比，具有操作簡單，生產效率高、成孔質量好、成本低的特點。

技術領域

本發明涉及的是一種工程材料的制備裝置，具體涉及一種點陣結構低熔點合金型芯制備裝置。

背景技術

點陣結構是上下面板內夾型芯的多孔結構，其中型芯內的桿件按照一定周期有序排列。點陣結構具有高強韌、抗爆炸沖擊、吸聲和吸收電磁波、隔熱和散熱等優點，因其具備優良的力學性能和多功能可設計性，在航空航天、高鐵、汽車、船舶等領域具有廣闊的應用前景，也吸引了國內外學者進行研究。目前力學性能的基本理論已經完善，但制備裝置和工藝有待創新和提高，現有工藝設備出的結構力學性能與理論預測性能往往有較大差別，制備工藝好壞直接影響結構的安全性，因此，在點陣結構的應用推廣中制備裝置和工藝方法尤為重要。

點陣結構中的型芯一般采用鎂合金或鋁合金材料，對于復合材料點陣結構常采用熔芯成型技術制備，為了能使桿件纖維束穿插可熔性合金型芯，需要預先制備帶孔洞的型芯。開孔常有兩種方法：一種是成型完成后進行機械鉆孔，如果在內部鉆大量不同角度的斜孔時,這種方法工作效率較低，精度也難以保證；另外，對于低熔點合金，鉆孔時產生高溫會融化金屬，鉆頭可能被卡死，故不宜采用機械鉆孔方法。另一種方法是采用砂型的方法，在制備時連同孔洞一起鑄造，待冷卻后取出孔內填充芯，該方法制造復雜、鑄件表面質量差、尤其對細小高精度的孔洞難以實現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生產效率高、成孔質量好的點陣結構低熔點合金型芯制備裝置。本發明的目的還在于提供一種操作簡單、成本低的點陣結構低熔點合金型芯制備方法。

本發明的點陣結構低熔點合金型芯制備裝置包括上部為敞口的鑄模，還包括橫梁和開孔內芯，鑄模上口的一對對應邊上有卡槽，鑄模底部布置有第一磁鐵，橫梁上布置有第二磁鐵，橫梁的兩端置于所述卡槽中，開孔內芯的兩端分別通過第一磁鐵和第二磁鐵固定于鑄模底部與橫梁上。

所述開孔內芯由熱膨脹率高于鑄件的材料制成。

所述的開孔內芯的截面形狀為圓形、方形、三角形、六邊形或橢圓形。

本發明應用開孔內芯冷縮大于低熔點合金的原理，采用磁鐵吸附固定開孔內芯的手段，達到自然脫模、方便定位的目的。與傳統點陣結構制備方法相比，具有操作簡單，生產效率高、成孔質量好、成本低的特點。

本發明可以取得以下有益效果：

(1)本發明成型工藝過程易操作。利用磁鐵將開孔內芯固定在鑄模上設計的位置，注入液態合金，待其冷卻后取出橫梁，拔出開孔內芯，最終從鑄模中脫出鑄件，整個操作步驟簡單，便于操作。

(2)本發明成孔精度高、孔洞表面質量好。鑄模和橫梁的內嵌磁鐵能很好地固定開孔內芯，保證其在澆筑過程中不發生移動。由于磁鐵吸附開孔內芯下表面，所以孔洞能很好地貫穿鑄件。使用本發明形成的孔洞表面比機械鉆孔方法的光潔度好，并且可以根據設計要求可形成圓形、方形、三角形或其他異形孔。

(3)本發明裝配化程度高、生產效率高，成本低。裝置脫模后能重復使用，能大幅降低模具產生的費用。

(4)本發明不需要機床再對鑄件進行二次加工，對機械設備要求低。

附圖說明

圖1是開孔內芯；

圖2是鑄模的正視圖；

圖3是鑄模的俯視圖；