[发明专利]基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置及压制方法

说明书

基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置及压制方法。传统的粉末压制以液压为主，压制时间较长，粉末体易产生加工硬化，致密度不高。本发明利用两个水平对称放置的平板线圈同时放电，通过放大器前端与冲压模两侧的楔形块结构，将驱动片的水平运动转化为冲头的竖直相向运动，实现粉末的双向压制。冲压模通过复位弹簧、轴肩螺钉与丝杆螺母进行连接，通过手柄转动调节齿轮，继而转动竖直丝杆，实现冲压模的往复运动，且冲压模的运动方向由导轨进行限位。本发明可以针对不同的金属粉末体进行压制，压坯的直径可通过改变模具的中心通孔来实现，具有压制力大，压坯致密度均匀，可实现精准调控等优点。

技术领域：

本发明属于粉末压制技术领域，具体涉及一种基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置及压制方法。

背景技术：

在现代冶金工业中，粉末冶金技术能够实现高密度、高精度、高强度粉末冶金制品的研发，而粉末压制是粉末冶金中的一个重要环节。它是一种通过外力作用，将粉末密实成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度的零件或待烧结坯件的工艺。粉末压制流程主要包括：装粉、压制、脱模。其技术水平的高低决定着坯件的精度和致密性，进而对零件的最终性能产生影响。常见的成型方式有粉浆浇注、模压成型、热压成型、等静压成型等，它们均可制备一定尺寸的零件，但是这几种成型方式效率低、成本高、设备操作复杂且制备的坯件致密度存在梯度。

传统的粉末压制以液压为主，压制时间较长，粉末体易产生加工硬化，致密度不高。而磁脉冲粉末压制以电磁力作为驱动力，压制时间短（毫秒级），压制速度高（米/秒），粉末体的加工硬化作用小，可以实现高速致密压实。相比于传统的粉末压制，电磁压制由电路控制，可实现放电能量的精确调节，安全稳定，效率高，可实现自动化控制。

在专利名称“一种径向和轴向电磁力实现粉末压制的方法和装置”、公开号为CN108057883A的专利文件中，提出了螺线管线圈和平板线圈共同作用，对粉末体进行径向和轴向压制的方法。在专利“一种金属粉末的高速冲击压制方法”， 公开号为CN101823146B的专利文件中，提出了利用塔形线圈进行电磁驱动，进而压制粉末的方法。但在上述专利中，粉末体压制完成后，压坯的致密度会在轴向上产生梯度。但这两个专利都是单向压制，压制粉末密度不高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置及压制方法，采用双向压制及竖直丝杆的初步压实，粉末体的致密度更加均匀，且两个平板线圈同时放电，能量大，压制力大，使粉末体的致密度更高。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置，包括底板，所述的底板下表面连接方管，所述的底板上表面与下垫板、2个立板连接；

所述的立板内侧面分别与钢套筒一端连接，所述的钢套筒另一端与限位板连接，所述的立板上部安装有上垫板，所述的立板上安装有水平丝杠，所述的钢套筒内壁嵌入绝缘套筒，所述的绝缘套筒内依次安装有推进板、绝缘板、线圈座、平板线圈、驱动片、放大器；所述的推进板与所述的水平丝杠正对接触，所述的绝缘板与所述的线圈座连接，所述的驱动片与放大器连接，所述的放大器上具有楔形凹槽；2个所述的平板线圈与电源系统连接；

2个上下对应的冲压模分别与上垫板、下垫板连接，所述的冲压模两侧具有楔形块，所述的冲压模分别由导轨限定；所述的冲压模上安装有复位机构；所述的冲压模端面螺纹连接有冲头； 安装在所述的下垫板上的冲压模上部通过模具夹具固定有模具。

所述的基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置，所述的电源系统由整流器、电阻、双控开关、变压器、电容组成，所述的变压器的次级线圈与整流器、电阻、电容串联；充电时，双控开关处于打开状态，此时电容充电，放电时，双控开关处于闭合状态，电容放电，进而平板线圈通电，产生电磁力。