一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法技术

本发明专利技术公开了一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法，包括：支架，输送机构、加热冷却机构以及挤压模具机构；其中，所述输送机构用于材料的投放以及输送挤压，所述输送机构包括筒体和管体，所述筒体通过螺丝连接于所述支架的内部；本发明专利技术使用时，操作人员将材料通过进料斗进行投放，并将螺旋杆的一端通过联轴器安装在外部驱动电机的转动轴上，通过启动电机带动螺旋杆在管体内旋转，材料通过管体中的螺旋杆进行输送，并在输送过程中在管体的内壁以及螺旋槽中进行破碎，减少材料的输送体积，同时在输送挤压的过程中，利用加热管对腔模的内部进行加热，使得物料快速软化挤压，提高挤压的效率。提高挤压的效率。提高挤压的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法


[0001]本专利技术涉及复合材料加工
，具体来说，涉及一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法，尤其还涉及一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压装置。

技术介绍

[0002]众所周知，颗粒增强铝基复合材料是金属基复合材料中最成熟的一个品种。该种复合材料所用的增强体主要为碳化硅和氧化铝，亦有少量氧化钛和硼化钛等颗粒，其颗粒粒径一般为10微米左右。基体可以是纯铝，但大多数为各种铝合金，同时包括高性能的铝锂合金，然而，现有的低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压制作还存在一定问题：一、现有技术中的低体积分数颗粒增强Al基复合材料挤压工艺较为复杂，需要多个挤压生产的设备进行同时运作，导致生产制作需要花费较多的成本；二、现有技术中的低体积分数颗粒增强Al基复合材料挤压比较低以及挤压模具设计不合理，从而影响挤压成型的生产效率，同时还会造成成品的良品率较低；三、现有技术中，腔模需要进行长时间高温的使用，无法在使用后进行合理的降温冷却操作，导致腔模的使用维护次数增加，使用寿命较低。
[0003]为此，提出一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术任务是针对以上不足，提供一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法，通过启动电机带动螺旋杆在管体内旋转，材料通过管体中的螺旋杆进行输送，并在输送过程中在管体的内壁以及螺旋槽中进行破碎，减少材料的输送体积，使挤压的过程效率更高并且不需要外部设备进行破碎，降低了使用成本；同时，在输送挤压的过程中，利用加热管对腔模的内部进行加热，腔模的内部通过开设加热通道并安装加热管，使温度控制在475℃
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505℃，挤压通孔内部温度控制在475℃
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505℃，挤压管的温度控制在445℃
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465℃，使得物料快速软化挤压，提高挤压的生产效率；材料通过挤压管向外部挤压输出时，操作人员能够将密封塞从冷却通道取出，并通过冷却通道外接冷却液输送管，通过输送冷却液进入冷却通道对腔模进行整体降温冷却操作，停止挤出作业后，能够对腔模进行三次冷却作业，三次冷却呈递减趋势，通过对腔模以及内部部件进行冷却能够提高腔模的使用寿命，减少维护成本；本专利技术的技术方案是这样实现的：一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法，包括以下步骤：S1、操作人员将低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料通过进料斗进行投放，并将螺旋杆的一端通过联轴器安装在外部驱动电机的转动轴上，通过启动电机带动螺旋杆在管体内旋转，材料通过管体中的螺旋杆进行输送，并在输送过程中在管体的内壁以及螺旋
槽中进行破碎，减少材料的输送体积；S2、材料通过管体以及连接板输送至腔模的内部，在输送挤压前操作人员利用加热管对腔模的内部进行加热，使腔模的内部温度控制在475℃
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505℃，挤压通孔内部温度控制在475℃
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505℃，挤压管的温度控制在445℃
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465℃；S3、在材料通过挤压管向外部挤压输出时，操作人员能够将密封塞从冷却通道取出，并通过冷却通道外接冷却液输送管，通过输送冷却液进入冷却通道对腔模进行整体降温冷却操作；S4、操作人员将挤压成型的低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材进行铸锭预热，其铸锭预热的温度为470℃
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480℃，并在取出后进行在线淬火，在线淬火后，将棒材进行拉伸处理，随后进行人工时效；S5、在材料挤出成型后，停止挤出作业，并重新对腔模进行三次冷却作业，三次冷却呈递减趋势。
[0005]作为优选，在S1中，通过设置外部电机的转速控制螺旋杆的输送挤压比，其挤压比控制在12
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20。
[0006]作为优选，在S2中，加热管采用电加热，通过控制加热管的功率进行温度控制。
[0007]作为优选，在S5中，腔模第一次冷却温度控制在28℃
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40℃，第二次冷却温度控制在32℃
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35℃，第三次冷却温度控制在28℃
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30℃。
[0008]作为优选，在S4中，人工时效的时效温度为135℃
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175℃，时效时间为6h
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12h。
[0009]本专利技术还提供了一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压装置，包括：支架，输送机构、加热冷却机构以及挤压模具机构；其中，所述输送机构用于材料的投放以及输送挤压，所述输送机构包括筒体和管体，所述筒体通过螺丝连接于所述支架的内部，所述管体的一端连通于所述筒体的一端，所述管体的另一端连通有连接板，所述连接板的一侧固定连接有法兰盘，所述法兰盘的一侧与所述管体螺纹连接，所述筒体的内部通过转轴转动连接有螺旋杆，所述螺旋杆的一端贯穿所述管体，所述管体的外部连通有进料斗，所述连接板的一侧开设有导向孔；其中，所述挤压模具机构用于材料输送时进行挤压输出，所述挤压模具机构包括两个夹板和腔模，所述夹板的一侧固定连接于所述连接板的一侧，所述腔模的两侧通过螺栓固定连接于两个所述夹板的相对一侧，所述腔模的两侧均开设有定位孔，两个所述夹板的相对一侧均固定连接定位杆，所述定位杆插接于所述定位孔的内部，所述腔模的一侧嵌装有挤压管，所述挤压管的一端与所述法兰盘的一侧固定连接，所述腔模的内部开设有挤压通孔，所述挤压通孔与所述挤压管相连通；其中，加热冷却机构用于对腔模以及腔模内部结构进行冷却加热操作，所述加热冷却机构包括加热管，所述腔模的内部开设有加热通道，所述加热管贯穿所述腔模，且所述加热管位于所述加热通道的内部，所述腔模的两侧开设有多个冷却通道，所述冷却通道的内部设置有密封塞。
[0010]作为优选，所述管体的外部套设有卡箍，所述卡箍的一侧固定连接有固定块，所述固定块上贯穿有紧固螺栓。
[0011]作为优选，所述夹板的顶部固定有垫板，所述垫板上固定连接有活动杆，所述活动杆滑动安装在所述腔模的内部，所述活动杆上套设有弹簧。
[0012]作为优选，所述支架的底部对称固定连接有两个加强筋。
[0013]作为优选，所述管体的内部开设有螺旋槽。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、本专利技术通过启动电机带动螺旋杆在管体内旋转，材料通过管体中的螺旋杆进行输送，并在输送过程中在管体的内壁以及螺旋槽中进行破碎，减少材料的输送体积，使挤压的过程效率更高并且不需要外部设备进行破碎，降低了使用成本；2、本专利技术在输送挤压的过程中，利用加热管对腔模的内部进行加热，腔模的内部通过开设加热通道并安装加热管，使温度控制在475℃
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505℃，挤压通孔内部温度控制在475℃
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505℃，挤压管的温度控制在445℃
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465℃，使得物料快速软化挤压，提高挤压的生产效率；3、本专利技术使用时，操作人员能够将密封塞从冷却通道取出，并通过冷却通道外接冷却液输送管，通过输送冷却液进入冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、操作人员将低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料通过进料斗（4）进行投放，并将螺旋杆（7）的一端通过联轴器安装在外部驱动电机的转动轴上，通过启动电机带动螺旋杆（7）在管体（9）内旋转，材料通过管体（9）中的螺旋杆（7）进行输送，并在输送过程中在管体（9）的内壁以及螺旋槽（10）中进行破碎，减少材料的输送体积；S2、材料通过管体（9）以及连接板（3）输送至腔模（2）的内部，在输送挤压前操作人员利用加热管（22）对腔模（2）的内部进行加热，使腔模（2）的内部温度控制在475℃
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505℃，挤压通孔（24）内部温度控制在475℃
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505℃，挤压管（17）的温度控制在445℃
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465℃；S3、在材料通过挤压管（17）向外部挤压输出时，操作人员能够将密封塞（25）从冷却通道（23）取出，并通过冷却通道（23）外接冷却液输送管，通过输送冷却液进入冷却通道（23）对腔模（2）进行整体降温冷却操作；S4、操作人员将挤压成型的低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材进行铸锭预热，其铸锭预热的温度为470℃
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480℃，并在取出后进行在线淬火，在线淬火后，将棒材进行拉伸处理，随后进行人工时效；S5、在材料挤出成型后，停止挤出作业，并重新对腔模（2）进行三次冷却作业，三次冷却呈递减趋势。2.根据权利要求1所述的一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法，其特征在于，在S1中，通过设置外部电机的转速控制螺旋杆（7）的输送挤压比，其挤压比控制在12
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20。3.根据权利要求1所述的一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法，其特征在于，在S2中，加热管（22）采用电加热，通过控制加热管（22）的功率进行温度控制。4.根据权利要求1所述的一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法，其特征在于，在S5中，腔模（2）第一次冷却温度控制在28℃
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40℃，第二次冷却温度控制在32℃
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35℃，第三次冷却温度控制在28℃
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30℃。5.根据权利要求1所述的一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法，其特征在于，在S4中，人工时效的时效温度为135℃
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175℃，时效时间为6h
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12h。6.一种权利要求1所述的低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：池海涛，冯永平，黄祯荣，刘金霞，黄铁明，
申请(专利权)人：福建祥鑫股份有限公司，
类型：发明
国别省市：