[发明专利]一种点阵结构低熔点合金型芯制备装置及制备方法

说明书

本发明提供的是一种点阵结构低熔点合金型芯制备装置。包括开孔内芯、铸模、横梁，所述的开孔内芯为热膨胀率高于低熔点合金的金属棒；所述的铸模具有模腔、磁铁及卡槽，磁铁嵌入到模腔底部能固定开孔内芯下端，卡槽固定横梁；所述的横梁内嵌有磁铁，磁铁固定开孔内芯上端。本发明的制备方法是利用开孔内芯冷缩大于低熔点合金的原理，采用磁铁吸附固定开孔内芯的手段，达到自然脱模、方便定位的目的。与传统点阵结构的制备方法相比，具有操作简单，生产效率高、成孔质量好、成本低的特点。

技术领域

本发明涉及的是一种工程材料的制备装置，具体涉及一种点阵结构低熔点合金型芯制备装置。

背景技术

点阵结构是上下面板内夹型芯的多孔结构，其中型芯内的杆件按照一定周期有序排列。点阵结构具有高强韧、抗爆炸冲击、吸声和吸收电磁波、隔热和散热等优点，因其具备优良的力学性能和多功能可设计性，在航空航天、高铁、汽车、船舶等领域具有广阔的应用前景，也吸引了国内外学者进行研究。目前力学性能的基本理论已经完善，但制备装置和工艺有待创新和提高，现有工艺设备出的结构力学性能与理论预测性能往往有较大差别，制备工艺好坏直接影响结构的安全性，因此，在点阵结构的应用推广中制备装置和工艺方法尤为重要。

点阵结构中的型芯一般采用镁合金或铝合金材料，对于复合材料点阵结构常采用熔芯成型技术制备，为了能使杆件纤维束穿插可熔性合金型芯，需要预先制备带孔洞的型芯。开孔常有两种方法：一种是成型完成后进行机械钻孔，如果在内部钻大量不同角度的斜孔时,这种方法工作效率较低，精度也难以保证；另外，对于低熔点合金，钻孔时产生高温会融化金属，钻头可能被卡死，故不宜采用机械钻孔方法。另一种方法是采用砂型的方法，在制备时连同孔洞一起铸造，待冷却后取出孔内填充芯，该方法制造复杂、铸件表面质量差、尤其对细小高精度的孔洞难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产效率高、成孔质量好的点阵结构低熔点合金型芯制备装置。本发明的目的还在于提供一种操作简单、成本低的点阵结构低熔点合金型芯制备方法。

本发明的点阵结构低熔点合金型芯制备装置包括上部为敞口的铸模，还包括横梁和开孔内芯，铸模上口的一对对应边上有卡槽，铸模底部布置有第一磁铁，横梁上布置有第二磁铁，横梁的两端置于所述卡槽中，开孔内芯的两端分别通过第一磁铁和第二磁铁固定于铸模底部与横梁上。

所述开孔内芯由热膨胀率高于铸件的材料制成。

所述的开孔内芯的截面形状为圆形、方形、三角形、六边形或椭圆形。

本发明应用开孔内芯冷缩大于低熔点合金的原理，采用磁铁吸附固定开孔内芯的手段，达到自然脱模、方便定位的目的。与传统点阵结构制备方法相比，具有操作简单，生产效率高、成孔质量好、成本低的特点。

本发明可以取得以下有益效果：

(1)本发明成型工艺过程易操作。利用磁铁将开孔内芯固定在铸模上设计的位置，注入液态合金，待其冷却后取出横梁，拔出开孔内芯，最终从铸模中脱出铸件，整个操作步骤简单，便于操作。

(2)本发明成孔精度高、孔洞表面质量好。铸模和横梁的内嵌磁铁能很好地固定开孔内芯，保证其在浇筑过程中不发生移动。由于磁铁吸附开孔内芯下表面，所以孔洞能很好地贯穿铸件。使用本发明形成的孔洞表面比机械钻孔方法的光洁度好，并且可以根据设计要求可形成圆形、方形、三角形或其他异形孔。

(3)本发明装配化程度高、生产效率高，成本低。装置脱模后能重复使用，能大幅降低模具产生的费用。

(4)本发明不需要机床再对铸件进行二次加工，对机械设备要求低。

附图说明

图1是开孔内芯；

图2是铸模的正视图；

图3是铸模的俯视图；