一種SiC顆粒增強鋁基復合材料組織細化裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種SiC顆粒增強鋁基復合材料組織細化裝置，包括豎通道及橫通道，所述豎通道及橫通道成直角連通，所述豎通道從上至下依次設有引導段、過渡段及整形段，所述引導段呈圓柱形，所述引導段的內徑大于所述豎通道的內徑；所述過渡段的橫截面為橢圓形，所述過渡段的長軸長度大于所述引導段的內徑，所述過渡段的短軸長度小于所述引導段的內徑；所述整形段橫截面為圓形，所述整形段的內徑小于所述豎通道的內徑。本實用新型結合了往復擠壓方法和等通道轉角擠壓方法的優勢，操作簡單，效果可靠。
【專利說明】
一種S i C顆粒増強鋁基復合材料組織細化裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及鋁基復合材料，具體涉及一種SiC顆粒增強鋁基復合材料組織細化裝置。
【背景技術】
[0002]隨著世界上科學技術的發展，人類對各個領域探究的深入，必不可少的對材料的性能要求更加苛刻，所以材料成為制約科技發展的至關重要的因素之一。這就引起了世界各國的重視，他們意識到基礎建設、汽車、輪船、飛機、軍事和航空航天等等都離不開高性能的材料的支撐，決定著國家的發展和穩定。
[0003]為了得到各種優異性能的材料，科學界向著復合材料方向發展。因為復合材料能夠兼容兩種及以上的材料性能，并可以根據需要復合幾種材料，這是現在以及未來的發展方向。
[0004]復合材料種類很多，有金屬基復合材料(MMC)、聚合物基復合材料(PMC)、陶瓷基復合材料(CMC)，它們中很多都是以顆粒為增強體的復合材料。顆粒增強的難點包括顆粒與基體之間的復合、晶粒的細化等等。
[0005]顆粒的大小和晶粒的細化是提高材料結構強度的有效方法之一，同時對材料的塑性和韌性甚至物理性能都有很大改善，因此超細晶材料應用潛力極大。其中，等通道轉角擠壓(也稱等徑角擠壓，Equal Channel Angular Pressing，ECAP)是基于大塑性變形理論的一種加工技術。采用此工藝材料可重復擠壓，經多次擠壓后，材料的晶粒達到超細尺度，使材料的綜合力學性能大大提尚。ECAP法可制造出尚變形量、尺寸不變且尺寸$父大的廣品，且在材料內部無殘留孔洞。因此，國家發明專利(CN102936707A)針對鋁基復合材料發明了一種等通道轉角擠壓，可以通過多道次墩擠，實現晶粒細化，無論從成本、經濟效益上，還是材料的組織性能上，都有一定的優越性，具有很好的應用前景。但是該專利方法每次墩擠均要重新取放材料，操作比較煩瑣。因此，迫切需要開發一種更加簡便的通過塑性變形獲得細晶化基體組織的方法。
[0006]SiC顆粒增強鋁基復合材料的具有高比強度和高比剛度，耐磨，耐疲勞，低熱膨脹系數，低密度，高屈服強度及良好的熱穩定性和導熱性等優異的力學性能和物理性能，所以如能采用新型大塑性變形方法進一步細化復合材料的基體組織，將能有效拓展該類復合材料的應用范圍。
【發明內容】
[0007]本實用新型的目的在于:提供一種SiC顆粒增強鋁基復合材料組織細化裝置，其原理是:將預熱的顆粒增強鋁基復合材料放入該裝置中，其截面先經過大直徑圓截面到橢圓截面再進入小直徑圓截面，最后經過等通道轉角擠壓。此過程是在原有的等通道轉角擠壓的基礎上改進，實現了一道次多種變形相結合的模式，突破往復擠壓在整個長度方向上變形量不均勻的問題以及等通道轉角擠壓變形道次數量多的不足。
[0008]本實用新型是通過以下技術方案實現的:一種SiC顆粒增強鋁基復合材料組織細化裝置，包括豎通道及橫通道，所述豎通道及橫通道成直角連通，所述豎通道從上至下依次設有引導段、過渡段及整形段，所述引導段呈圓柱形，所述引導段的內徑大于所述豎通道的內徑;所述過渡段的橫截面為橢圓形，所述過渡段的長軸長度大于所述引導段的內徑，所述過渡段的短軸長度小于所述引導段的內徑;所述整形段橫截面為圓形，所述整形段的內徑小于所述豎通道的內徑。
[0009]進一步的，所述引導段、過渡段、整形段及豎通道之間平緩過渡。
[0010]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0011]本實用新型結合了往復擠壓方法和等通道轉角擠壓方法的優勢，操作簡單，效果可靠。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0013]圖2是過渡段截面示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0015]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0016]如圖1及圖2所示，一種SiC顆粒增強鋁基復合材料組織細化裝置，包括豎通道I及橫通道2，所述豎通道I及橫通道2成直角連通，所述豎通道I從上至下依次設有引導段11、過渡段12及整形段13，所述引導段11呈圓柱形，所述引導段11的內徑大于所述豎通道I的內徑;所述過渡段12的橫截面為橢圓形，所述過渡段12的長軸長度大于所述引導段11的內徑，所述過渡段12的短軸長度小于所述引導段11的內徑;所述整形段13橫截面為圓形，所述整形段13的內徑小于所述豎通道I的內徑。所述引導段11、過渡段12、整形段13及豎通道I之間平緩過渡。
[0017]在引導段11由沖頭將坯料沖進模具，引導其進入過渡段12;坯料從引導段11的圓形截面光滑過渡并擠壓為橢圓截面;坯料進入整形段13后，坯料光滑過渡并再次擠壓為圓形截面;等通道轉角擠壓有兩條直徑和長度均相等的呈90°角連接的轉角通道組成。
[0018]所述的模具采用模具鋼或者高強度球墨鑄鐵制作的擠壓模具。
[0019]所述的沖頭，是指截面直徑與引導段11相配合的高碳鋼圓柱體沖頭及截面直徑與整形段13相配合的高碳鋼圓柱體沖頭。
[0020]在各段及轉向通道內表面涂覆潤滑劑，在上型腔內放入待擠壓材料，并開始加載使沖頭加壓，材料先后經過引導段11、過渡段12及整形段13，再充滿轉角通道后，當沖頭運動至引導段11的底部時，材料從等通道轉角擠壓孔壓出。所述的潤滑劑，是指石墨類固體潤滑劑，涂覆于沖頭、模具型腔及通道表面等。
【主權項】
1.一種SiC顆粒增強鋁基復合材料組織細化裝置，包括豎通道(I)及橫通道(2)，所述豎通道(I)及橫通道(2)成直角連通，其特征在于:所述豎通道(I)從上至下依次設有引導段(11)、過渡段(12)及整形段(13)，所述引導段(11)呈圓柱形，所述引導段(11)的內徑大于所述豎通道(I)的內徑;所述過渡段(12)的橫截面為橢圓形，所述過渡段(12)的長軸長度大于所述引導段(11)的內徑，所述過渡段(12)的短軸長度小于所述引導段(11)的內徑;所述整形段(13)橫截面為圓形，所述整形段(13)的內徑小于所述豎通道(I)的內徑。2.根據權利要求1所述一種SiC顆粒增強鋁基復合材料組織細化裝置，其特征在于:所述引導段(11)、過渡段(12)、整形段(13)及豎通道(I)之間平緩過渡。
【文檔編號】C22C1/00GK205556754SQ201620238506
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月25日
【發明人】張波, 吳廣新, 敖孟寒, 但文德
【申請人】貴陽產業技術研究院有限公司