[发明专利]用于超塑成型的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造技术领域，具体而言，涉及一种用于超塑成型的设备和方法。

背景技术

早在60年代开始,超塑技术在英美等西方国家已经开始流行,并获得大量学者关注和研究。利用超塑合金在特定金属组织结构、成形温度、变形速率下所获得的特强塑性(延伸率δ＞100%)可以成形不同构造的复杂零件，但现有的超塑成形技术有个重大缺点，就是会在超塑成形过程中产生孔洞，孔洞的产生会产生两种结果:第一种是会导致成形后的成形件的物理性能如抗拉强度,屈服强度等降低；第二种可能是会引致成形件因孔洞互相连接而导致工件过早破裂等。另外，成型速度慢，产量低。现有的主要解决方法就是用调整背压，但是调节往往靠经验估算进行调节，难以准确知道应该施加的背压是多少，人为误差较大，有经验的人或许可以调节，没有的话就是主观猜测，效果不好，或者浪费能源和时间。

因此，目前的超塑成型技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种用于超塑成型的设备。

本发明的另一目的在于提供一种用于超塑成型的方法。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于超塑成型的设备。所述用于超塑成型的设备包括：成型装置，用于成型；检测装置，所述检测装置与所述成型装置连接，用于对成型过程中孔洞的形成速率进行实时检测，其中，所述检测装置包括声波探测仪。

本发明的用于超塑成型的设备，不仅可以完成成型工艺，而且还可以对成型过程中孔洞的形成速率进行实时而准确地检测，以此为依据可以对成型时的背压进行准确地调节，使现有技术中的例如孔洞问题得到了有效解决。另外，根据本发明实施例的用于超塑成型的设备具有成型速度快、产量高、结构简单、操作方便、适用范围广泛、产品多样化、成本低廉等优点。

可选的，上述用于超塑成型的设备还可以具有下列附加技术特征：

可选的，所述设备进一步包括控制装置，所述控制装置与所述成型装置和所述检测装置连接，所述检测装置将检测所述孔洞的信号传送至所述控制装置，以使所述控制装置对所述成型装置在成型时的背压进行相应调节。由此，在使用时，调节背压可以手动，也可以自动，通过采用控制装置可以实现自动调节背压，准确性更高，从而能够有效抑制孔洞的产生。

可选的，所述声波探测仪为超声波探测仪。由此，可以实时检测成型时孔洞的数量和形成速率，进一步可以准确地用于调整成型的背压。

可选的，所述模具包括：下模，所述下模一端的端面上向内凹设有预定形状的凹槽；上模，所述上模设有与所述凹槽相配合的模块，以使所述下模和所述上模闭合时所述凹槽和所述模块形成封闭容纳腔；以及加热棒，所述加热棒与所述下模连接，用于加热所述下模。由此，在利用模具可以有效地完成成型，并且加热帮可以确保模具保持最佳的成型温度，从而生产出多种类型或构造的产品，可以满足不同的需求和增加产品卖点，因而根据本发明实施例的用于超塑成型的设备具有广阔的应用空间和巨大的市场推广价值。

可选的，进一步包括进气孔，所述进气孔设置在所述模块上，并且与所述封闭容纳腔相通，用于向所述封闭容纳腔输入气体。由此，可以进一步采用气胀成型技术制备产品。另外，本发明使气胀成型技术的生产量变大，从而使本发明的设备更适用于工业化、规模化生产。

可选的，进一步包括排气孔，所述排气孔设置在所述下模上，并且与所述封闭容纳腔相通，用于将所述封闭容纳腔内的气体排出，防止成形最后阶段模具及工件之间包住气体，令成形不完全。

可选的，所述模具的模芯的制备材料为45号钢、SKD61钢、H13钢、陶瓷、水泥以及石膏中的至少一种。

可选的，进一步地，所述控制装置包括可编程逻辑控制器或计算机数控系统。

在本发明的另外一个方面，本发明提出了一种用于超塑成型的方法。利用以上实施例所述的用于超塑成型的设备进行成型，包括：成型，利用所述成型装置进行成型；检测，利用所述检测装置对所述成型过程中的孔洞进行实时检测；以及调节，以所述检测装置检测到的所述孔洞的形成速率为依据，对所述成型装置在成型时的背压进行相应调节。调节背压可以手动，也可以自动，例如通过采用上述控制装置可以实现自动调节背压，准确性更高，从而能够有效抑制孔洞的产生。

可选的，所述孔洞的形成速率每上升10%，所述背压上调0.5MPa；所述孔洞的形成速率每下降9.09%，所述背压下调0.5MPa。

本发明的用于超塑成型的设备和方法可以实现下列优点至少之一：