[发明专利]一种变径管件磁流变弹性材料软模成形装置及方法

权利要求书

1.一种变径管件磁流变弹性材料软模成形装置，包括上模（3）、线圈（4）、下模（7）和柱塞（8）；上模（3）和下模（7）外侧布置有线圈（4），上模（3）和下模（7）之间形成型腔，型腔内用于放置管坯（2），其特征在于，管坯（2）内填充有非均质磁流变软模，所述非均质磁流变软模分为上部分、中间部分和下部分，中间部分对应管坯（2）的变径部分，非均质磁流变软模的上部分和下部分由Ⅰ型磁流变弹性材料（5）构成，中间部分由Ⅱ型磁流变弹性材料（6）构成，所述Ⅰ型磁流变弹性材料（5）和Ⅱ型磁流变弹性材料（6）的弹性基体、弹性基体中磁性颗粒的大小、种类和含量至少有一个不同，使在外加磁场下Ⅰ型磁流变弹性材料（5）的流动应力小于Ⅱ型磁流变弹性材料（6）的流动应力。

2.根据权利要求1所述的变径管件磁流变弹性材料软模成形装置，其特征在于，所述Ⅰ型磁流变弹性材料（5）和Ⅱ型磁流变弹性材料（6）的弹性基体相同且弹性基体中磁性颗粒的大小和种类相同，但弹性基体中磁性颗粒的含量不同，其中，Ⅰ型磁流变弹性材料（5）的磁性颗粒的含量小于Ⅱ型磁流变弹性材料（6）的磁性颗粒的含量。

3.根据权利要求1或2所述的变径管件磁流变弹性材料软模成形装置，其特征在于，所述磁流变弹性材料为硅橡胶基磁流变弹性体或聚氨酯基磁流变弹性体。

4.根据权利要求1或2所述的变径管件磁流变弹性材料软模成形装置，其特征在于，所述磁性颗粒的种类为铁、钴或镍，磁性颗粒的大小为1~5μm。

5.一种变径管件磁流变弹性材料软模成形方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：将非均质磁流变软模填充在管坯（2）内部，将管坯（2）置于上模（3）和下模（7）形成的型腔内，所述非均质磁流变软模分为上部分、中间部分和下部分，中间部分对应管坯（2）的变径部分，非均质磁流变软模的上部分和下部分由Ⅰ型磁流变弹性材料（5）构成，中间部分由Ⅱ型磁流变弹性材料（6）构成，所述Ⅰ型磁流变弹性材料（5）和Ⅱ型磁流变弹性材料（6）的弹性基体、弹性基体中磁性颗粒的大小、种类和含量至少有一个不同，使在外加磁场下Ⅰ型磁流变弹性材料（5）的流动应力小于Ⅱ型磁流变弹性材料（6）的流动应力；

步骤2：在成形过程中通过柱塞（8）挤压管坯（2）内的非均质磁流变软模，形成预压力；

步骤3：在非均质磁流变软模所在区域施加外加磁场，驱动上模（3）和下模（7）闭合，促使管坯（2）成形。

6.根据权利要求5所述的变径管件磁流变弹性材料软模成形方法，其特征在于，所述步骤3包括：

在非均质磁流变软模所在区域施加磁感应强度为B₁的外加磁场，使上模（3）相对下模（7）移动，驱动上模（3）和下模（7）闭合；

在上模（3）和下模（7）闭合过程中，调节磁场的磁感应强度为B₂，B₁B₂，以使管坯（2）紧密贴合于上模（3）和下模（7）形成的型腔。

7.根据权利要求5或6所述的变径管件磁流变弹性材料软模成形方法，其特征在于，所述步骤2中，在成形过程中保持预压力恒定。

8.根据权利要求6所述的变径管件磁流变弹性材料软模成形方法，其特征在于，所述使上模（3）相对下模（7）移动指：下模（7）固定，通过压力机驱动上模（3）向下移动。

9.根据权利要求8所述的变径管件磁流变弹性材料软模成形方法，其特征在于，通过压力机驱动上模（3）以5mm/s的速度向下移动。