[發明專利]球形材料準晶格分布在基體材料中的加工方法

在審

• 申請號: 201710095031.3
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106925955A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 蔣彪;蔡國雙;齊歡
• 申請（專利權）人: 成都青石激光科技有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本發明屬于涉及一種球形材料準晶格分布在基體材料中的加工方法。

背景技術

目前將增強相球形材料與基體金屬粉末(基材相)進行機械混合時，主要是通過熱軋的方式成型。增強相球形材料在基體金屬中分布隨機，分散狀況與操作人員經驗度、混合時間、粉末理化性能等都有較大關系，不易達到均勻的混合結果。如果增強相球形材料在基體中分布不均勻，會導致符合材料的理化性能不一致，不能得到理想性能的符合材料。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種球形材料準晶格分布在基體材料中的加工方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種球形材料準晶格分布在基體材料中的加工方法，包括以下步驟：

(1)設計增強相材料球在基體材料中的分布圖案；

(2)利用基體材料制成帶材，根據所設計的增強相材料球分布圖案在帶材上沖壓打孔，孔的內徑與增強相材料球直徑相同；

(3)利用真空吸球頭抓取增強相材料球并放入帶材上的孔位處，每個孔對應放置一個增強相材料球；

(4)通過機械壓力，將放置在孔上的增強相材料球壓下，使增強相材料球嵌入帶材中，從而加工出均勻分布有增強相材料球的帶材；

(5)重復上述步驟，加工出多塊均勻分布有增強相材料球的帶材；

(6)在水平和垂直方向上將均勻分布有增強相材料球的帶材通過激光熔覆在一起，最終使得通過多塊帶材所組合的整體內部能夠均勻分布有增強相材料球。

作為本發明所選擇的一種技術方案，所述帶材為矩形板狀結構。

作為本發明所選擇的一種技術方案，步驟(3)中的真空吸球頭有多個，每個真空吸球頭對應一個孔，利用真空吸球頭抓取增強相材料球，通過機器視覺進行定位，利用機械裝置帶動真空吸球頭準確移動至所對應孔的上方適當高度處，通過真空裝置充氣動作將增強相材料球放置在下方所對應的孔位處。

本發明的有益效果在于：

相對于傳統粉末冶金的機械混合方式，本專利技術極大程度地提高了符合材料摻雜相的均勻程度，接近理想晶格程度，將極大地提高符合材料的物理、化學性能，避免材料局部性能不穩定，如用在核燃料元件制造中，該技術的采用對于展平堆芯功率、增加單位燃耗、避免局部熱點將起到重要作用。

附圖說明

圖1是本發明所述帶材的結構示意圖；

圖2是本發明中將增強相材料球放置在帶材的孔位處的結構示意圖；

圖3是本發明中將增強相材料球壓入帶材中的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

本發明包括以下步驟：

(1)設計增強相材料球在基體材料中的分布圖案；

(2)如圖1所示，利用基體材料制成帶材，根據所設計的增強相材料球分布圖案在帶材上沖壓打孔，孔的內徑與增強相材料球直徑相同，在本發明中所舉的實施例中，帶材設計為矩形板狀結構，根據需要，也可選擇做成其它的形狀，如圓形板狀結構；

(3)如圖2所示，利用真空吸球頭抓取增強相材料球并放入帶材上的孔位處，每個孔對應放置一個增強相材料球，真空吸球頭有多個，每個真空吸球頭對應一個孔，利用真空吸球頭抓取增強相材料球，通過機器視覺進行定位，利用機械裝置帶動真空吸球頭準確移動至所對應孔的上方適當高度處，通過真空裝置充氣動作將增強相材料球放置在下方所對應的孔位處；

(4)如圖3所示，通過機械壓力，將放置在孔上的增強相材料球壓下，使增強相材料球嵌入帶材中，從而加工出均勻分布有增強相材料球的帶材；

(5)重復上述步驟，加工出多塊均勻分布有增強相材料球的帶材；

(6)在水平和垂直方向上將均勻分布有增強相材料球的帶材通過激光熔覆在一起，最終使得通過多塊帶材所組合的整體內部能夠均勻分布有增強相材料球，由于帶材是利用基材相(基體材料)做成的，因此熔覆在一起所形成的基材整體中不會存在雜質。

從理論上來說，通過模板圖案的變化和組合，增強相材料球在基材相中的分布可以做到類似體心立方、面心立方或密排六方晶格的程度，但考慮到激光熔池的影響，該方法和設備最后形成的為接近晶格的彌散分布，但是與現有技術相比，從整體做到了在基材相中均勻分布增強相。

本發明方法的關鍵點：

1、預成型基板植球技術；

2、激光熔覆含球基板。