[發明專利]一種可降解鋁基材料制備設備、制備工藝

在審

• 申請號: 202111206421.6
• 申請日: 2021-10-16
• 公開（公告）號: CN114054658A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 劉晨旭;周建
• 申請（專利權）人: 劉晨旭
• 主分類號: B21J9/06
• 分類號: B21J9/06;B21J5/02;B21J5/00;B21K1/02;C22C21/00;C22C1/04;B22F3/14;B22F3/24
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1.一種可降解鋁基材料制備設備，包括冷鐓模(1)、模架(2)和控制器；所述冷鐓模(1)安裝在模架(2)上，冷鐓模(1)在控制器的調節下進行合模；其特征在于：所述冷鐓模(1)的外側設有補模頭(3)，補模頭(3)滑動安裝在模架(2)上，補模頭(3)與模架(2)間設有固連驅動的油缸(31)；所述補模頭(3)的行程與冷鐓模(1)的行程相垂直，補模頭(3)環繞包裹在冷鐓模(1)的模腔邊緣；所述模架(2)上還設有滑動的桁架臺(4)，桁架臺(4)上安裝有補模錐(41)，桁架臺(4)通過驅動電機(42)將補模錐(41)移動到冷鐓模(1)處；所述補模錐(41)呈圓臺狀，補模錐(41)的頂端用于放置待加工件的補充料，且放置的補充料截面大于補模錐(41)的頂端，補模錐(41)的底端與桁架臺(4)間設有固連的支撐彈簧(43)；所述冷鐓模(1)和補模頭(3)的模腔內壁曲率相同。

2.根據權利要求1所述的一種可降解鋁基材料制備設備，其特征在于：所述補模頭(3)上還設置有貫穿的卸料孔(32)，補模頭(3)的模腔內壁上還設置有貼附的模殼(411)，模殼(411)在卸料孔(32)的部位承受的應力達到其閾值后破裂開來。

3.根據權利要求2所述的一種可降解鋁基材料制備設備，其特征在于：所述卸料孔(32)中還設有滑動的頂桿(33)，頂桿(33)的端部抵在補模頭(3)模腔內壁的模殼(411)上，頂桿(33)與模架(2)間還設有固連的氣缸(34)。

4.根據權利要求3所述的一種可降解鋁基材料制備設備，其特征在于：所述卸料孔(32)在補模頭(3)中的孔徑由內向外逐漸增大；所述頂桿(33)的端部與卸料孔(32)在補模頭(3)內壁上的孔徑相等；所述氣缸(34)在冷鐓模(1)完成合模后向卸料孔(32)中的頂桿(33)提供35-45MPa的應力。

5.根據權利要求1所述的一種可降解鋁基材料制備設備，其特征在于：所述冷鐓模(1)的合模面設置成斜面(11)，冷鐓模(1)的斜面(11)傾角大于補模錐(41)的錐面傾角。

6.一種可降解鋁基材料制備工藝，其特征在于；該制備工藝適用于權利要求1-5中任一項所述的一種可降解鋁基材料制備設備，該工藝包括以下步驟：

S1、粉末冶金；將鎂、鋁、鋅、銅、鎳及其合金的金屬粉末作為原料，燒結成塊狀毛坯，并將單塊毛坯的質量控制在100-120g，其中鎂、鋁的重量份占比在64-82％，鋅和銅的重量份占比分別在4-11％，鎳的重量份占比在2-5％；

S2、溫壓成型；選取S1中的塊狀毛坯，將其置于模具中壓制成直徑在24-28mm的圓柱體，并在保持壓制過程中的應力范圍在30-45MPa，保持5-8min，然后通入惰性的氬氣進行熱處理20-50min，獲得所需的柱形毛坯；

S3、冷鐓造型：待S2中的柱形毛坯自然冷卻后，將其裁切成長度130-170mm的棒料，并將其放置到冷鐓模(1)中，并同時裁切20-40mm長度的棒料作為冷鐓過程中的補充料，在冷鐓模(1)開始合模動作前，使補模錐(41)移動至冷鐓模(1)的合模面之間，將料抵在冷鐓模(1)中的棒料上，使補模錐(41)在冷鐓模(1)的合模過程中被擠壓產生滑移，繼而從冷鐓模(1)中脫離，此時桁架臺(4)上的驅動電機(42)啟動使補模錐(41)移開，接著在模架(2)上的油缸(31)驅動作用下使補模頭(3)移動到冷鐓模(1)的合模面之間，進而使補模頭(3)與冷鐓模(1)形成完整的球形模腔，進行壓裂球的擠壓造型；

S4、毛坯包覆：將S3中造型完成的壓裂球投入錳化物的鹽溶液中，利用高壓氫氣將金屬鹽溶液中的金屬離子還原并沉積到懸浮顆粒表面，獲得得到高致密度、低雜質含量的均勻金屬層，增強壓裂球的表面質量。