[发明专利]一种异质金属多层复合板制备装置及方法

说明书

本发明公开了一种异质金属多层复合板制备装置及方法，属于金属复合板加工领域，对于熔点及力学性能差异较大的异质金属复合板成形，界面结合性能至关重要，传统的轧制复合存在变形不协调、氧化等问题，很难得到理想的结合面，尤其对于多层交替叠合异质复合板的成形更是如此。为此，本发明的制备装置和方法，首先将不锈钢板组件置于左右两个支架侧面齿槽中。上盖板组件下移与下模组件构成密闭空间。装置通电加热，在氮气保护下，金属锭受热熔化，挤压柱下移并挤压金属熔体，金属熔体通过导流槽板和导流孔板内部形成的导流槽，充填等距间隔的不锈钢板间的缝隙。

技术领域

本发明属于金属复合板加工领域，具体涉及一种异质金属多层复合板制备装置。

背景技术

随着科学技术发展的突飞猛进，对材料的综合性能提出了更高的要求，单一的金属材料无法满足日益复杂的使用要求。基于仿生设计的层状金属复合板可以发挥组元材料各自的优势，从而可以弥补了各组元的不足，具有单一金属或合金无法比拟的优异综合性能，成为当今材料科学的一个研究热点。层状金属复合板中的各层金属仍保持各自原有的特性，但其整体物理、化学和力学性能比单一金属有了很大的提高，因而可以满足特殊环境下对材料性能的要求，也有助于材料轻量化目标的实现。

对于层状金属复合板来说，界面结合性能是至关重要的一环，它决定着复合材料的工艺性能与使用性能。为了实现界面的结合，层状金属复合板常用轧制法、爆炸复合法、铸造法等进行制备，其中轧制复合应用较多，主要分为冷轧和热轧，相对而言，热轧复合过程协同了应力咬合与高温扩散的双重作用，对于双金属的界面复合效果较好。然而，热轧条件下待复合金属常常被氧化，表面出现氧化层，这是轧制后出现裂缝的主要原因，随氧化层厚度增加，裂缝也进一步增多。而且对于熔点及力学性能差异较大的异质金属材料，热轧过程存在变形不协调问题，即使采用异步轧制也较难得到理想的结合面。因此异质金属连接常采用爆炸复合法，然而爆炸复合材料的厚度和尺寸难控制，力学性能较差，而且存在噪声及污染问题，操作人员的工作条件较差。复合铸造过程中，两种金属接触时间短，温度降低过快，而且浇注的过程中熔体同样也存在氧化问题很难解决。为此，如何将物理、化学与机械性能各异的金属实现牢固的界面结合、特别是多层交替叠合是研究人员持续关注的问题，为此，本发明针对现有制备手段较难实现异质金属层状复合的难题，设计了一种异质金属多层复合板的制备装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有制备手段较难实现异质金属层状复合的难题，提出了一种异质金属多层复合板的制备装置。该装置由上模板2、挤压柱3、导向柱5、压紧弹簧6、上盖板7、隔热层8、挤压筒9、导流槽板10、导流孔板11、进气管12、进气阀13、下模板14、顶块15、顶柱16、挡板18、排气管19、排气阀20、加热体21、加热线圈22、不锈钢板右支架24和不锈钢板左支架25组成。

上模板2上方与液压机的活动横梁1固定连接，上模板2下方与挤压柱3固定连接，上模板2布置有四个阶梯孔，导向柱5为阶梯轴，导向柱5穿入上模板2的阶梯孔中，导向柱5外表面与上模板2的阶梯孔内表面滑动配合，并且上模板2的阶梯孔对导向柱5起限位作用；上盖板7和隔热层8在与上模板2的四个阶梯孔相对应位置分别设有四个通孔，挤压筒9上表面的对应位置设有四个螺纹盲孔；导向柱5下端设有螺纹，导向柱5穿过上盖板7和隔热层8的通孔，与挤压筒9通过螺纹紧固连接，导向柱5上套有压紧弹簧6，上下两端分别抵靠在上模板2和上盖板7上；

挤压筒9下面依次固定安装导流槽板10和导流孔板11，所述的导流槽板10的中部为圆形通孔，导流槽板10的底部开有导流槽，导流孔板11开有两个矩形通孔，矩形通孔与导流槽板10底部的导流槽末端连通。

挤压筒9、导流槽板10和导流孔板11的周向装有挡板18，挡板18的外侧设有加热体21，加热体21内部装有加热线圈22。挤压筒9中心为通孔，金属锭4置于挤压筒9内部，挤压柱3与挤压筒9的内孔表面滑动紧密配合。