CN107661981B - 一种制备铝基复合材料的简易装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业材料制造装置领域，尤其是一种制备铝基复合材料的简易装置，包括加压管、储料管、压料杆及加压件，所述加压管为内螺纹管，所述加压管一端与所述加压件螺纹连接，另一端通过连接件与所述储料管接驳；所述储料管包括储料仓、固定件及开关盖，所述储料仓与所述储料管为相嵌结构；所述压料杆嵌插于所述加压管及所述储料管内，所述压料杆一端设有压料件。本发明的制备铝基复合材料的简易装置能够可以在无专门的热压烧结炉的情况下，通过加热就能够制备出致密度高的铝基复合材料，而且能够通过更换储料仓及压料件制备出不同形状及大小的铝基复合材料。

Description

一种制备铝基复合材料的简易装置

技术领域

本发明涉及工业材料制造装置领域，尤其是一种制备铝基复合材料的简易装置。

背景技术

目前金属基复合材料的成形工艺主要包括液态制造技术和固态制造技术。液态制造技术是指在金属基复合材料制造过程中，金属基体处于熔融状态下与固体增强相复合的方法。液态法制备金属基复合材料时，熔体基体和增强体界面容易发生反应；如果熔体基体和增强体的润湿性不好，增强体很难加入；增强体加入熔体基体后，为了保证增强体均匀性，需要搅拌，这很容易污染熔体；粉末冶金法是常用的固体制造技术。粉末冶金工艺是：首先采用超声波或球磨等方法，将金属粉末与增强体粉末混匀，然后冷压预成形，得到复合坯件，最后通过烧结致密化获得复合材料成品。烧结分为不加压烧结和加压烧结。加压烧结产品和不加压烧结产品相比，具有如下优点：烧结温度可以适当降低，产品致密度高，组织较为细小，力学性能较好。加压烧结也称为热压烧结，目前热压烧结都需要专门的热压烧结炉。热压烧结炉价格比较昂贵，科研中常需要制备特定形状，特定配比的铝基复合材，专门适用于科研方面用于制备铝基复合材料的装置价格昂贵，无形中增加科研、生产成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种制备铝基复合材料的简易装置，能够在无专门的热压烧结炉的情况下，进行加热就可以制备出致密度高的铝基复合材料，而且能够根据需求制备出形状、大小不同的铝基复合材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种制备铝基复合材料的简易装置，包括加压管、储料管、加压件及压料杆，所述加压管为内螺纹管，所述加压件设有与所述加压管相互啮合的螺纹，所述加压管一端与所述加压件螺纹连接，另一端通过连接件与所述储料管接驳，所述储料管为圆台结构并远离所述连接件一端较窄，所述储料管包括储料仓、固定件及开关盖，所述储料仓嵌入所述储料管内，所述开关盖与所述储料管的窄端螺纹连接；所述压料杆嵌插于所述加压管及所述储料管内，所述压料杆一端设有压料件，所述压料件与所述压料杆螺纹连接并与所述储料仓相互契合。

进一步地，所述压料杆设有一卡位台，所述加压管设有与所述卡位台契合的卡位槽。

进一步地，所述压料杆套接有一强力弹簧，所述强力弹簧一端与所述卡位台抵接，另一端与所述加压件抵接。

进一步地，还设有把手，所述把手包括转动杆，所述转动杆一端嵌插一横杆，所述转动杆另一端设有缺口；所述加压件设有一凸台，所述凸台与所述缺口相互卡合。

进一步地，所述连接件两端分别与所述加压管及所述储料管螺纹连接。

进一步地，其特征在于：所述连接件设有一固定环，所述固定环的内径大于所述压料杆的半径。

进一步地，所述储料管的内壁与所述储料仓的外壁具有相互契合的锥面。

本发明的有益效果为，采用强力弹簧作用于制备铝基复合材料的粉末，和不加压烧结制备铝基方法相比，采用该设备可以制备出更加致密的铝基复合材料，力学性能更好，和专门的热压烧结方法相比，采用该设备制备的铝基复合材料成本更低；储料仓及压料件为可拆卸的结构，能够根据需求更换储料仓及压料件就能制备出形状、大小不同的铝基复合材料；储料管为圆台结构，使得在加热时，储料管的窄端里面的粉末升温速度快，储料管的宽端里面的粉末升温速度慢，这有利于加料孔里面的气体从压料件和开关盖的细微空隙定向溢出，增加铝基复合材料的致密性。

附图说明

图1是本发明一较佳实施方式的制备铝基复合材料的简易装置的结构示意图。

图2是本发明一较佳实施方式的制备铝基复合材料的简易装置的连接件结构示意图。

图中，1-加压管， 12-第一螺纹，2-连接件，21-第一螺纹孔，22-第二螺纹孔，23-固定环，3-储料管，31-第二螺纹，32-储料仓，33-外螺纹，4-锥面，5-开关盖，51-内螺纹，6-压料杆，61-压料件，62-强力弹簧，7-卡位台，71-卡位槽，8-加压件，81-凸台，82-把手，821-转动杆，822-横杆，8211-缺口。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图2，一种制备铝基复合材料的简易装置包括括加压管1、储料管3、加压件8及压料杆6。

加压管1为内螺纹管，加压件8设有与加压管1相互啮合的螺纹，加压管1一端与加压件8螺纹连接，另一端通过连接件2与储料管3接驳。在本实施例中，连接件2两端分别与加压管1及储料管3螺纹连接，连接件2一端设有第一螺纹孔21，另一端设有第二螺纹孔22，加压管1设有与第一螺纹孔21啮合的第一螺纹12，储料管3设有与第二螺纹孔22啮合的第二螺纹31。

该装置设有把手82，把手82包括转动杆821，转动杆821一端嵌插一横杆822，转动杆821另一端设有缺口8211；加压件8设有一凸台81，凸台81与缺口8211相互卡合。将把手82上的缺口8211与凸台81卡合，转动横杆822便能使，加压件8沿加压管1中的螺纹上移或下降。

储料管3为圆台结构并远离连接件2一端较窄，储料管3包括储料仓32及开关盖5，储料仓32嵌入储料管3内。开关盖5与储料管3的窄端螺纹连接，在本实施例中，开关盖5设有内螺纹51，储料管3的窄端设有与开关盖契合的外螺纹33，这样的结构能够在制备铝基复合材料时，使铝基复合材料的形状不受开关盖5影响。

在本实施例中，储料仓32的内壁为圆柱形结构，所有制备出的复合铝基材料为圆柱形结构，储料仓32及储料管3为可拆卸结构，从而能够根据需要需求，更换储料仓32，使得制备出不同形状、大小的复合铝基材料。储料管3为圆台结构，使得在加热时，储料管3的窄端里面的粉末升温速度快，储料管3的宽端里面的粉末升温速度慢，这有利于加料孔里面的气体从压料件61和开关盖5的细微空隙定向溢出。

在连接件2连接加压管1及储料管3的方式，便于储料仓32的更换，适配于储料仓32内壁的不同结构。

压料杆6嵌插于加压管1及储料管3内，压料杆6一端设有压料件61，压料件61与压料杆6螺纹连接并与储料仓32相互契合。在更换储料仓32的同时需要更换与储料仓32匹配的压料件61。压料杆6设有一卡位台7，加压管1设有与卡位台7契合的卡位槽71，卡位台7与卡位槽71能够避免压料杆6在加压管1及储料管3内转动。

压料杆6套接有一强力弹簧62，强力弹簧62一端与卡位台7抵接，另一端与储加压件8抵接。在制备铝基复合材料时，强力弹簧62给备铝基复合材料所需的混合粉末施加压力，使得粉末致密。

连接件2设有一固定环23，固定环23的内径大于所述压料杆6的半径，在本实施例中，固定环23位于第一螺纹孔21及第二螺纹孔22之间；储料管3的内壁与储料仓32的外壁具有相互契合的锥面4。固定环23与锥面4的配合能够将储料仓32固定于所述储料管3内。在连接件2旋紧在储料管3上时，固定环23抵接在储料仓32的顶部，而储料管3的内壁与储料仓32的外壁具有相互契合的锥面4，使得储料仓32固定在储料管3内，而且便于将铝基复合材料从储料仓32中推出。

使用时，首先将连接件2旋进于加压管1上，然后压料杆6嵌插入加压管1，强力弹簧62两端分别抵接加压件8及卡位台7。调节加压件8，使压料杆6设有螺纹的一端露出于连接件2中的固定环23外，根据需求将压料件61旋入压料杆6；选用合适的储料仓32，将储料仓32嵌插入储料管3，转动连接件2，将储料管3与加压管1接驳。然后通过储料仓32的加料口加入混合均匀的粉末，粉末加入后，使用开关盖5将储料仓32的加料口封贴，防止粉末漏出。将把手的缺口8211对加压件8的凸台81放入，旋转把手82，给强力弹簧62施加压力，强力弹簧62作用于卡位台7，推动压料杆6向储料仓32里面的粉末施加压力，使得制备铝基复合材料的粉末致密。然后把整个装置放入加热炉，调节加热炉温度540-600℃，保温时间10-36h。

在加热的过程中，由于储料管3有锥度，储料管3下端里面的粉末升温速度快，上端里面的粉末升温速度慢，这有利于储料仓32里面的气体从加压管1和储料仓32的细微空隙定向溢出。在加热和加压的作用下，粉体处于热塑性状态，这有利于粉体接触扩散、塑性流动和致密化，保温时间到可以后得到致密的铝基复合材料产品。保温时间结束后，随炉冷却，然后从加热炉里拿出装置，先拧松加压件8，给强力弹簧62卸压，然后拧开开关盖5，最后拧动把手用压料杆顶出铝基复合材料产品。

如果需要其他形状的复合铝基材料，只需更换储料仓32及压料件61即可。

Claims (4)

1.一种制备铝基复合材料的简易装置，其特征在于，包括加压管（1）、储料管（3）、加压件（8）及压料杆（6），所述加压管（1）为内螺纹管，所述加压件（8）设有与所述加压管（1）相互啮合的螺纹，所述加压管（1）一端与所述加压件（8）螺纹连接，另一端通过连接件（2）与所述储料管（3）接驳，所述储料管（3）为圆台结构并远离所述连接件（2）一端较窄，所述储料管（3）包括储料仓（32）及开关盖（5），所述储料仓（32）嵌入所述储料管（3）内，所述开关盖（5）与所述储料管（3）的窄端螺纹连接；所述压料杆（6）嵌插于所述加压管（1）及所述储料管（3）内，所述压料杆（6）一端设有压料件（61），所述压料件（61）与所述压料杆（6）螺纹连接并与所述储料仓（32）相互契合；

所述压料杆（6）设有一卡位台（7），所述加压管（1）设有与所述卡位台（7）契合的卡位槽（71）；

所述压料杆（6）套接有一强力弹簧（62），所述强力弹簧（62）一端与所述卡位台（7）抵接，另一端与所述加压件（8）抵接；

还设有把手（82），所述把手（82）包括转动杆（821），所述转动杆（821）一端嵌插一横杆（822），所述转动杆（821）另一端设有缺口（8211）；所述加压件（8）设有一凸台（81），所述凸台（81）与所述缺口（8211）相互卡合；

使用所述简易装置制备铝基复合材料的方法包括下述步骤：将所述连接件（2）旋进于所述加压管（1）上，然后所述压料杆（6）嵌插入所述加压管（1），所述强力弹簧（62）两端分别抵接所述加压件（8）及所述卡位台（7）；调节所述加压件（8），使所述压料杆（6）设有螺纹的一端露出于所述连接件（2）中的固定环（23）外，根据需求将所述压料件（61）旋入所述压料杆（6）；选用合适的所述储料仓（32），将所述储料仓（32）嵌插入所述储料管（3），转动所述连接件（2），将所述储料管（3）与所述加压管（1）接驳，然后通过所述储料仓（32）的加料口加入混合均匀的粉末，粉末加入后，使用所述开关盖（5）将所述储料仓（32）的加料口封贴，防止粉末漏出，将把手的缺口（8211）对准所述加压件（8）的凸台（81）放入，旋转所述把手（82），给所述强力弹簧（62）施加压力，所述强力弹簧（62）作用于所述卡位台（7），推动所述压料杆（6）向所述储料仓（32）里面的粉末施加压力，使得制备铝基复合材料的粉末致密，然后把整个装置放入加热炉，调节加热炉温度540-600℃，保温时间10-36h。

2.根据权利要求1所述的一种制备铝基复合材料的简易装置，其特征在于：所述连接件（2）两端分别与所述加压管（1）及所述储料管（3）螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种制备铝基复合材料的简易装置，其特征在于：所述连接件（2）设有一固定环（23），所述固定环（23）的内径大于所述压料杆（6）的半径。

4.根据权利要求1所述的一种制备铝基复合材料的简易装置，其特征在于：所述储料管（3）的内壁与所述储料仓（32）的外壁具有相互契合的锥面（4）。