一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織細(xì)化裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織細(xì)化裝置，包括豎通道及橫通道，所述豎通道及橫通道成直角連通，所述豎通道從上至下依次設(shè)有引導(dǎo)段、過(guò)渡段及整形段，所述引導(dǎo)段呈圓柱形，所述引導(dǎo)段的內(nèi)徑大于所述豎通道的內(nèi)徑；所述過(guò)渡段的橫截面為橢圓形，所述過(guò)渡段的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度大于所述引導(dǎo)段的內(nèi)徑，所述過(guò)渡段的短軸長(zhǎng)度小于所述引導(dǎo)段的內(nèi)徑；所述整形段橫截面為圓形，所述整形段的內(nèi)徑小于所述豎通道的內(nèi)徑。本實(shí)用新型結(jié)合了往復(fù)擠壓方法和等通道轉(zhuǎn)角擠壓方法的優(yōu)勢(shì)，操作簡(jiǎn)單，效果可靠。
【專利說(shuō)明】
一種S i C顆粒増強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織細(xì)化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及鋁基復(fù)合材料，具體涉及一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織細(xì)化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類對(duì)各個(gè)領(lǐng)域探究的深入，必不可少的對(duì)材料的性能要求更加苛刻，所以材料成為制約科技發(fā)展的至關(guān)重要的因素之一。這就引起了世界各國(guó)的重視，他們意識(shí)到基礎(chǔ)建設(shè)、汽車、輪船、飛機(jī)、軍事和航空航天等等都離不開高性能的材料的支撐，決定著國(guó)家的發(fā)展和穩(wěn)定。
[0003]為了得到各種優(yōu)異性能的材料，科學(xué)界向著復(fù)合材料方向發(fā)展。因?yàn)閺?fù)合材料能夠兼容兩種及以上的材料性能，并可以根據(jù)需要復(fù)合幾種材料，這是現(xiàn)在以及未來(lái)的發(fā)展方向。
[0004]復(fù)合材料種類很多，有金屬基復(fù)合材料(MMC)、聚合物基復(fù)合材料(PMC)、陶瓷基復(fù)合材料(CMC)，它們中很多都是以顆粒為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。顆粒增強(qiáng)的難點(diǎn)包括顆粒與基體之間的復(fù)合、晶粒的細(xì)化等等。
[0005]顆粒的大小和晶粒的細(xì)化是提高材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的有效方法之一，同時(shí)對(duì)材料的塑性和韌性甚至物理性能都有很大改善，因此超細(xì)晶材料應(yīng)用潛力極大。其中，等通道轉(zhuǎn)角擠壓(也稱等徑角擠壓，Equal Channel Angular Pressing，ECAP)是基于大塑性變形理論的一種加工技術(shù)。采用此工藝材料可重復(fù)擠壓，經(jīng)多次擠壓后，材料的晶粒達(dá)到超細(xì)尺度，使材料的綜合力學(xué)性能大大提尚。ECAP法可制造出尚變形量、尺寸不變且尺寸$父大的廣品，且在材料內(nèi)部無(wú)殘留孔洞。因此，國(guó)家發(fā)明專利(CN102936707A)針對(duì)鋁基復(fù)合材料發(fā)明了一種等通道轉(zhuǎn)角擠壓，可以通過(guò)多道次墩擠，實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化，無(wú)論從成本、經(jīng)濟(jì)效益上，還是材料的組織性能上，都有一定的優(yōu)越性，具有很好的應(yīng)用前景。但是該專利方法每次墩擠均要重新取放材料，操作比較煩瑣。因此，迫切需要開發(fā)一種更加簡(jiǎn)便的通過(guò)塑性變形獲得細(xì)晶化基體組織的方法。
[0006]SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的具有高比強(qiáng)度和高比剛度，耐磨，耐疲勞，低熱膨脹系數(shù)，低密度，高屈服強(qiáng)度及良好的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性等優(yōu)異的力學(xué)性能和物理性能，所以如能采用新型大塑性變形方法進(jìn)一步細(xì)化復(fù)合材料的基體組織，將能有效拓展該類復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織細(xì)化裝置，其原理是:將預(yù)熱的顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料放入該裝置中，其截面先經(jīng)過(guò)大直徑圓截面到橢圓截面再進(jìn)入小直徑圓截面，最后經(jīng)過(guò)等通道轉(zhuǎn)角擠壓。此過(guò)程是在原有的等通道轉(zhuǎn)角擠壓的基礎(chǔ)上改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了一道次多種變形相結(jié)合的模式，突破往復(fù)擠壓在整個(gè)長(zhǎng)度方向上變形量不均勻的問(wèn)題以及等通道轉(zhuǎn)角擠壓變形道次數(shù)量多的不足。
[0008]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織細(xì)化裝置，包括豎通道及橫通道，所述豎通道及橫通道成直角連通，所述豎通道從上至下依次設(shè)有引導(dǎo)段、過(guò)渡段及整形段，所述引導(dǎo)段呈圓柱形，所述引導(dǎo)段的內(nèi)徑大于所述豎通道的內(nèi)徑;所述過(guò)渡段的橫截面為橢圓形，所述過(guò)渡段的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度大于所述引導(dǎo)段的內(nèi)徑，所述過(guò)渡段的短軸長(zhǎng)度小于所述引導(dǎo)段的內(nèi)徑;所述整形段橫截面為圓形，所述整形段的內(nèi)徑小于所述豎通道的內(nèi)徑。
[0009]進(jìn)一步的，所述引導(dǎo)段、過(guò)渡段、整形段及豎通道之間平緩過(guò)渡。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0011]本實(shí)用新型結(jié)合了往復(fù)擠壓方法和等通道轉(zhuǎn)角擠壓方法的優(yōu)勢(shì)，操作簡(jiǎn)單，效果可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2是過(guò)渡段截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]如圖1及圖2所示，一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織細(xì)化裝置，包括豎通道I及橫通道2，所述豎通道I及橫通道2成直角連通，所述豎通道I從上至下依次設(shè)有引導(dǎo)段11、過(guò)渡段12及整形段13，所述引導(dǎo)段11呈圓柱形，所述引導(dǎo)段11的內(nèi)徑大于所述豎通道I的內(nèi)徑;所述過(guò)渡段12的橫截面為橢圓形，所述過(guò)渡段12的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度大于所述引導(dǎo)段11的內(nèi)徑，所述過(guò)渡段12的短軸長(zhǎng)度小于所述引導(dǎo)段11的內(nèi)徑;所述整形段13橫截面為圓形，所述整形段13的內(nèi)徑小于所述豎通道I的內(nèi)徑。所述引導(dǎo)段11、過(guò)渡段12、整形段13及豎通道I之間平緩過(guò)渡。
[0017]在引導(dǎo)段11由沖頭將坯料沖進(jìn)模具，引導(dǎo)其進(jìn)入過(guò)渡段12;坯料從引導(dǎo)段11的圓形截面光滑過(guò)渡并擠壓為橢圓截面;坯料進(jìn)入整形段13后，坯料光滑過(guò)渡并再次擠壓為圓形截面;等通道轉(zhuǎn)角擠壓有兩條直徑和長(zhǎng)度均相等的呈90°角連接的轉(zhuǎn)角通道組成。
[0018]所述的模具采用模具鋼或者高強(qiáng)度球墨鑄鐵制作的擠壓模具。
[0019]所述的沖頭，是指截面直徑與引導(dǎo)段11相配合的高碳鋼圓柱體沖頭及截面直徑與整形段13相配合的高碳鋼圓柱體沖頭。
[0020]在各段及轉(zhuǎn)向通道內(nèi)表面涂覆潤(rùn)滑劑，在上型腔內(nèi)放入待擠壓材料，并開始加載使沖頭加壓，材料先后經(jīng)過(guò)引導(dǎo)段11、過(guò)渡段12及整形段13，再充滿轉(zhuǎn)角通道后，當(dāng)沖頭運(yùn)動(dòng)至引導(dǎo)段11的底部時(shí)，材料從等通道轉(zhuǎn)角擠壓孔壓出。所述的潤(rùn)滑劑，是指石墨類固體潤(rùn)滑劑，涂覆于沖頭、模具型腔及通道表面等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織細(xì)化裝置，包括豎通道(I)及橫通道(2)，所述豎通道(I)及橫通道(2)成直角連通，其特征在于:所述豎通道(I)從上至下依次設(shè)有引導(dǎo)段(11)、過(guò)渡段(12)及整形段(13)，所述引導(dǎo)段(11)呈圓柱形，所述引導(dǎo)段(11)的內(nèi)徑大于所述豎通道(I)的內(nèi)徑;所述過(guò)渡段(12)的橫截面為橢圓形，所述過(guò)渡段(12)的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度大于所述引導(dǎo)段(11)的內(nèi)徑，所述過(guò)渡段(12)的短軸長(zhǎng)度小于所述引導(dǎo)段(11)的內(nèi)徑;所述整形段(13)橫截面為圓形，所述整形段(13)的內(nèi)徑小于所述豎通道(I)的內(nèi)徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織細(xì)化裝置，其特征在于:所述引導(dǎo)段(11)、過(guò)渡段(12)、整形段(13)及豎通道(I)之間平緩過(guò)渡。
【文檔編號(hào)】C22C1/00GK205556754SQ201620238506
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】張波, 吳廣新, 敖孟寒, 但文德
【申請(qǐng)人】貴陽(yáng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司