[发明专利]一种半自动化的基于金属基复合材料的磁脉冲温压装置

权利要求书

1.一种半自动化的基于金属基复合材料的磁脉冲温压装置，其特征在于：包括上固定板(1)，绝缘板(2)，线圈座(3)，平板线圈(4)，固定环(5)，驱动片(6)，放大器(7)，立柱(8)，冲头(9)，丝杠(10)，限位板(11)，上模冲(12)，阴模(13)，下模冲(14)，导轨(15)，丝杆(16)，中板(17)，千斤顶(18)，下固定板(19)，方管(20)，高速相机(21)，磁脉冲放电设备(22)，传感器(23)；其中：

下固定板(19)下表面连接方管(20)，下固定板(19)上表面开有螺纹孔，用以固定立柱(8)与丝杠(10)；下固定板(19)上表面安置两个千斤顶(18)，用以实现脱模、中板(17)的运动；

丝杠(10)通过螺母固定中板(17)与限位板(11)；

中板(17)左侧开有通孔，并与阴模(13)的内孔实现同轴心重合，进而进行脱模；中板(17)上表面两侧各开有两个螺纹孔，用以固定导轨(15)；

导轨(15)中心为通孔，以安置测定压制力的传感器(23)，导轨(15)上开有螺纹孔，用于固定丝杆(16)，实现阴模(13)沿导轨(15)凹槽的左右移动；导轨(15)上表面两侧设置楔形凹槽，用以固定并限定阴模(13)的运动方向；

阴模(13)周向环绕开有加热棒安置孔，用以放置电加热棒；阴模(13)中心开有通孔，用以放置粉末体、上模冲(12)、下模冲(14)；

限位板(11)中心开有通孔，以实现冲头(9)的运动导向；其四周开有通孔，以贯穿丝杠(10)；

冲头(9)通过螺钉固定在放大器(7)上；放大器(7)通过螺钉与驱动片(6)连接；平板线圈(4)通过固定环(5)与线圈座(3)的作用，实现固定；其通过铜线与磁脉冲放电设备(22)连接；

固定环(5)通过螺栓将线圈座(3)、绝缘板(2)、线圈(4)固定在上固定板(1)上；上固定板(1)通过螺钉连接立柱(8)；

高速相机(21)通过支架固定放置在下固定板(19)的一侧；

导轨(15)长度与中板(17)长度一致；导轨(15)中心开有通孔，通孔的尺寸与要放置的传感器(23)尺寸一致；导轨(15)左侧开有通孔，通孔孔心与阴模(13)、中板(17)的通孔实现同轴心；

中板(17)通过千斤顶(18)的作用，带动导轨(15)、阴模(13)实现上下移动；

脱模时，中板(17)的位置固定不动，推动丝杆(16)，使阴模(13)沿导轨(15)的凹槽向左移动，当阴模(13)的通孔与导轨(15)的通孔同轴心时，使用千斤顶(18)，将粉末压坯自下而上从阴模(13)内脱出；

磁脉冲温压装置通过以下方式工作：

步骤1，将粉末体放入阴模(13)中，粉末体上下放置上模冲(12)、下模冲(14)以传递载荷；

步骤2，推动丝杆(16)，使阴模(13)与冲头(9)保持同轴；

步骤3，通过千斤顶(18)移动中板(17)，使上模冲(12)与冲头(9)紧密贴合；

步骤4，将电加热棒安置于阴模(13)的六个加热孔内，将热电偶安置在直径为3mm的盲孔内，设定加热温度，将阴模(13)内的粉末体加热到需要的温度；

步骤5，将高速相机(21)的镜头对准冲头(9)，打开相机，通过电脑自动采集冲头(9)上散斑的实时变化，以记录电磁脉冲粉末压制的速度、位移数据，连接传感器(23)至电脑，以记录压制中的力数据；

步骤6，磁脉冲放电设备(22)向平板线圈(4)通电，由于电流变化，平板线圈(4)中产生感应磁场，感应磁场在驱动片(6)中激发出另一个感应磁场，两个磁场之间的强大排斥力推动驱动片(6)、放大器(7)、冲头(9)竖直向下移动，进而将力作用到上模冲(12)上，实现磁脉冲粉末温压；

步骤7，放电结束后，移动丝杆(16)使阴模(13)向左移动至脱模位置，进而通过千斤顶(18)将粉末体自上而下脱出，完成整个实验流程。

2.根据权利要求1所述的半自动化的基于金属基复合材料的磁脉冲温压装置，其特征在于：平板线圈(4)由紫铜带绕制而成，紫铜带用绝缘胶带进行绝缘，铜带外侧涂覆环氧树脂和凝固剂，以固定在线圈座(3)上；线圈座(3)上开有导孔，以使线圈与外电路相连。

3.根据权利要求1所述的半自动化的基于金属基复合材料的磁脉冲温压装置，其特征在于：阴模(13)右侧开有两个M6的螺纹孔，以固定丝杆(16)；阴模(13)左侧开有直径为3mm的盲孔，盲孔距离阴模(13)的内壁为5mm，以安置热电偶，阴模(13)的外形与导轨(15)的楔形槽相互贴合。