[发明专利]一种金属复合板的一体化制备成形系统及方法

权利要求书

1.一种金属复合板的一体化制备成形系统，其特征在于，包括夹紧单元、预热单元和渐进式制备成形单元；其中：

所述夹紧单元用于固定待成形复合板坯以便于对其进行制备成形加工；所述待成形复合板坯具有层叠结构，包括多层待复合成形的金属板，还包括任意相邻两层待复合成形的金属板之间的非晶合金薄板；且所述任意相邻两层待复合成形的金属板与所述非晶合金薄板相接触的表面开设有凹槽；

所述预热单元用于对所述待成形复合板坯进行预热，预热温度低于所述非晶合金薄板的玻璃化转变温度；

所述渐进式制备成形单元包括前置超声预成形组件和后置主成形组件；所述前置超声预成形组件用于对经预热处理后的待成形复合板坯通过超声振动去除所述待成形复合板坯内部的氧化层，并同时通过施加压力使得所述非晶合金薄板部分充填入所述待复合成形的金属板表面的凹槽中以实现预成形；所述后置主成形组件用于对经所述前置超声预成形组件进行预成形后的复合板坯进一步成形，利用所述主成形组件对所述复合板坯加热加压，使得所述复合板坯中的非晶合金薄板被加热至过冷液相区的超塑性状态，利用所述主成形组件产生的压力将处于超塑性状态的非晶合金进一步压入至所述待复合成形金属板的凹槽中；

工作时，所述前置超声预成形组件和后置主成形组件按照预设的轨迹对所述待成形复合板坯依序进行渐进式加工处理，同时完成制备和成形过程。

2.如权利要求1所述的制备成形系统，其特征在于，所述非晶合金薄板的成分种类的选择标准为：该非晶合金过冷液相温度区间ΔT_x大于50K，且热塑性成形能力指标S0.15，其中S=ΔT_x/(T_L-T_g)，ΔT_x=T_x-T_g，T_g为玻璃转变温度，T_x为起始晶化温度，T_L为液相线温度。

3.如权利要求1所述的制备成形系统，其特征在于，所述非晶合金薄板的厚度能够满足：将所述待复合成形的金属板上开设的凹槽完全填充以后，还有剩余厚度以作为待复合成形的金属板之间的扩散连接层。

4.如权利要求1所述的制备成形系统，其特征在于，所述夹紧单元包括压板，所述压板位于所述待成形复合板坯的两端或四周，用于固定所述待成形复合板坯以便于对其进行制备成形加工。

5.如权利要求1所述的制备成形系统，其特征在于，所述预热单元包括箱体、惰性气体进口、加热器和惰性气体出口，使用时，所述待成形复合板坯下表面置于所述箱体内部，通过所述惰性气体进口对所述箱体内部通入惰性气体，通过所述加热器对所述箱体内的惰性气体进行加热，利用加热的惰性气体对所述待成形复合板坯进行预热处理；被加热的惰性气体能够通过所述惰性气体出口排出。

6.如权利要求1所述的制备成形系统，其特征在于，所述超声预成形组件包括超声工具头，工作时所述超声工具头直接作用于所述待成形复合板坯上表面；所述超声工具头与换能器和变幅杆连接；所述超声工具头还与液压机相连接，所述液压机用于通过所述超声工具头对所述待成形复合板坯施加压力以进行预成形。

7.如权利要求1所述的制备成形系统，其特征在于，所述主成形组件包括上工具头和下工具头，工作时所述上工具头和下工具头分别直接作用于所述待成形复合板坯的上部和下部，用于将所述待成形复合板坯夹持以进行加工成形；

所述上工具头上设置有加热部件、加压部件和冷却系统，工作时，所述上工具头与待成形复合板坯的上表面直接接触，通过所述加热部件对所述待成形复合板坯进行加热，使得加热温度介于非晶合金的玻璃化转变温度T_g和起始晶化温度T_x之间；通过所述加压部件对所述待成形复合板坯进行加压；所述冷却系统用于对采用所述主成形组件成形后的复合板坯进行冷却，使复合板坯的加热时间不超过非晶合金的晶化起始时间。