[发明专利]铝基陶瓷粉末增强复合材料挤压装置及挤压方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺领域，涉及金属挤压成形方法，特别涉及一种铝基陶瓷粉末 增强复合材料挤压装置及挤压方法。

背景技术

铝基陶瓷粉末增强复合材料主要应用于核工业上，通过粉末烧结而成制坯，最终 形状为板材。

目前铝基陶瓷粉末增强复合材料主要采用金属挤压和轧制的方法生产此种板材 用于核工业上，我国的此类板材基本从美国进口，价格极其昂贵，因此迫切需要此种 材料的挤压加工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高生产效率和成品率，降低生产成本的铝基陶瓷 粉末增强复合材料挤压装置及挤压方法。

为达到上述目的，本发明的装置包括机架及主侧缸组件以及安装在其上的挤压 杆，在挤压杆上套装有放置铝基陶瓷粉末增强复合材料锭坯的挤压筒，挤压筒的端部 安装有挤压模具组件，所述的挤压筒及挤压模具组件上分别安装有挤压筒温度控制装 置和挤压模具温度控制装置。

所述的挤压杆端部还安装有固定挤压垫。

本发明铝基陶瓷粉末增强复合材料挤压方法如下：在挤压加工前，首先，将挤压 筒和铝基陶瓷粉末增强复合材料锭坯加热至500℃，同时将挤压杆和固定挤压垫在挤 压筒内预热，并利用挤压筒温度控制装置将挤压筒温度控制在500±10℃；

其次，将挤压模具组件1加热至550℃，同时利用模具温度控制装置对挤压模具 组件进行温度控制，使其温度稳定在550±10℃，

最后，使挤压机的挤压速度保持在0.5～2mm/s进行挤压加工得到铝基陶瓷粉末 增强复合材料。

所述的挤压筒温度控制装置在挤压筒温度超过510℃时，挤压筒温度控制装置对 挤压筒进行冷却降温至500℃，当温度低于490℃时，挤压筒温度控制装置将挤压筒 加热至500℃。

所述的模具温度控制装置在挤压模具组件超过560℃时，模具温度控制装置对挤 压模具组件进行冷却降温至550℃，当温度低于540℃时，模具温度控制装置将挤压 模具组件加热至550℃。

本发明的模具温度控制装置固定在挤压模具组件上，模具温度控制装置和挤压筒 温度控制装置都具有加热、冷却和温度检测等功能。

由于铝基陶瓷粉末增强复合材料在挤压加工对温度和速度的变化比较敏感，通过 试验和模拟的结果发现：当挤压筒温度控制在500±10℃和挤压模具的温度控制在 550±10℃的条件下，并保持挤压速度在0.5～2mm/s时，其金属挤压流动性最好，最有 利于其挤压加工成型，当温度过低时，金属流动性变差，容易引起闷车和产品开裂的 现象，当温度过高时，由于采用的陶瓷颗粒增强的铝基复合材料，容易引起材料流动 不均匀，使挤压成型后的组织结构和力学性能不均匀而成为废品；同样挤压速度过快 或者过慢都会引起产品的材质不均匀或者开裂等缺陷。利用挤压机的机械化装置完成 铝基增强复合材料锭坯上料动作，挤压筒锁紧于模具表面，利用挤压机的速度调节系 统，保持挤压速度在0.5～2mm/s范围内进行挤压加工。

在挤压加工时，由于受挤压力变化及锭坯与挤压筒及模具的摩擦力等因素的影 响，在挤压过程中挤压筒和挤压模具的温度会发生变化，此时通过挤压筒温度控制装 置和模具温度控制装置分别对挤压筒和挤压模具的温度进行调节，使挤压筒温度控制 在500±10℃，挤压模具的温度控制在550±10摄氏，以保证铝基增强复合材料锭坯的 挤压加工的金属流动性。

通过本发明生产的铝基增强复合材料的零件，在材料力学性能，材料组织致密性 等方面都有显著增强。同时通过挤压方法生产能有效的降低生产成本，并通过模具技 术，能生产出复杂多样的铝基增强复合材料零件。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图中，1.挤压模具组件，2.挤压模具温度控制装置，3.挤压筒，4.挤压筒温度 控制装置5.铝基陶瓷粉末增强复合材料锭坯，6.固定挤压垫，7.挤压杆，8.机架及主 侧缸组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。