[发明专利]铝合金样品制备装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金样品制备领域，尤其涉及一种铝合金样品制备装置及方法。

背景技术

在金属材料研究中，常常需要制备特定成分的合金样品，由于量小成分特殊，未有量产，因此难以购买，而采用传统熔炼浇制方法成本高、时间长。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种铝合金样品制备装置及方法，其能在普通实验室条件下快速制备不能量产的量小的不同成分比例的铝合金样品。

为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种铝合金样品制备装置，其包括：腔体组件、涂层、两个加热板、以及夹紧机构。腔体组件包括：底板，由硅酸铝制成；两个端板，均由硅酸铝制成，分别位于底板的两端且与底板接触贴合；以及两个侧板，均由硅酸铝制成且宽度δ为8mm～12mm，分别位于底板及两个端板的两侧且分别从两侧与底板及两个端板接触贴合，从而底板、两个端板以及两个侧板一起形成顶部开口的中空腔体。涂层设置在腔体组件的中空腔体的内表面。两个加热板分别受控包覆且夹持在腔体组件的相对的两个侧板，从而将腔体组件夹持住，且受控对腔体组件进行加热。夹紧机构受控在两个加热板外侧对两个加热板施加夹紧力。

为了实现上述目的，在第二方面，本发明提供了一种铝合金样品制备方法，其采用根据本发明第一方面所述的铝合金样品制备装置，包括步骤：采用夹紧机构在两个加热板外侧对称施加夹紧力；向腔体组件的中空腔体加入足量纯铝原料；对腔体组件加热至850～950℃，此时按预制备铝合金成分配比向腔体组件的中空腔体加入合金成分，并进行冶金处理；保温预定时间，停止加热，在腔体组件温度降至400～500℃时卸下夹紧机构的夹紧力；以及移除加热板与腔体组件，拆开腔体组件，取出中空腔体的铝合金板件并进行空冷。

本发明的有益效果如下：

铝合金样品在腔体组件中成型的过程中，因为加热板与腔体组件的侧板接触，同时两者接触面为侧板的整个侧面，所以腔体组件内外热交换较为均匀，从而合金样品在腔体组件中无论是升温还是降温均与腔体组件的边界保持温度一致性，不存在激冷或者激热，各时间段、各部位均不会形成大的温度梯度，故铝合金样品成型后应力变形小。

形成腔体组件的底板、端板以及侧板间在宽度方向上的夹紧力以及温升热胀作用下，板间接触贴合更紧密，通过金属液表面张力保证不会渗漏，从而保证了制备过程稳定安全。

由于铝合金样品在腔体组件中成型的过程中，硅酸铝制成的底板、端板以及侧板组合形成的腔体组件内外热交换较为均匀，所以腔体组件与铝合金原料同时升温并保持温度一致性，当铝合金溶液配制完成之后二者同时降温并保持温度一致性，熔炼与凝固在同一腔体组件中完成，制备方便快捷。

本发明的铝合金样品制备装置的各部分均为组合式，可拆卸，易组装，方便携带运输。

本发明能够在普通实验室条件下快速制备不能量产的量小的不同成分比例的铝合金样品，且操作简便，从而可以在普通实验室条件下大大降低不能量产的量小的任意成分比例的铝合金样品制备的时间成本与经济成本。

附图说明

图1为根据本发明的铝合金样品制备装置的腔体组件的底板的立体图；

图2为根据本发明的铝合金样品制备装置的腔体组件的端板的立体图；

图3为根据本发明的铝合金样品制备装置的腔体组件的侧板的立体图；

图4为根据本发明的铝合金样品制备装置的一实施例的腔体组件的剖开图；

图5为图4的腔体组件的立体图；

图6为根据本发明的铝合金样品制备装置的另一实施例的腔体组件的剖开图；

图7为图6的腔体组件的立体图；

图8为根据本发明的铝合金样品制备装置的侧面图；

图9为铝合金样品制备装置的加热板的一实施例的立体示意图。

其中，附图标记说明如下：

1腔体组件                    L3长度

11底板                       H3高度

W1宽度                       131外表面

L1长度                       C中空腔体

H1高度                       2加热板

12端板                       21耐火板

W2宽度                       211内表面

L2长度                       22电阻丝