[发明专利]一种基于涡流的功能性梯度材料制备设备和方法

说明书

本发明公开了一种基于涡流的功能性梯度材料制备设备和方法，包括梯度线圈，所述梯度线圈的两侧设置有夹持板，两个所述夹持板的内侧靠近梯度线圈的上方安装有镁合金板，所述镁合金板与夹持板之间设置有用于将镁合金板固定在梯度线圈上方的安装机构，所述梯度线圈与镁合金板之间留有间隙；本发明的目的在于提供一种基于涡流的功能性梯度材料制备设备和方法，通过电处理只需要在几微秒的时间内便可完成，与传统热处理相比，节省了大量的时间成本，并且加工后的镁合金拥有更优异的微观组织，便于对镁合金板的拆卸和安装，另外具有对镁合金板进行矫正功能，避免镁合金板在制备时，发生位移。

技术领域

本发明涉及梯度材料技术领域，具体为一种基于涡流的功能性梯度材料制备设备和方法。

背景技术

镁合金是目前最轻的金属材料之一，密度(1.8g/cm3)比钢密度(7.8g/cm3)的25％还小。此外，镁合金具有较高的比强度和阻尼性能，因此镁合金在工业轻量化中极具发展前景，然而，镁合金的延展性，可塑性和抗腐蚀性较差，这阻碍了镁合金的工业化应用推广，研究发现，晶粒细化是唯一可以同时提高金属塑性和强度的方式，且晶粒细化后得到同质的微观结构，有利于抑制偏析和孔隙形成，提高耐腐蚀性。

对于铸造过程中(液态)的镁合金，常采用添加晶粒细化剂，额外添加其他物质如碳或者FeCl3，以及搅拌等方式实现晶粒细化，对于固态的金属则常常采用变形的方式，采用的方法为感应加热，通过感应加热降低镁合金板变形的流动应力并显著增强其塑性，但是这种热处理方式时间较长，效率较慢，并且加工后的镁合金晶粒细化度较差。

目前的电辅助等加工方式都会作用于整个镁合金工件，最终使整个板件硬化，难以应用于功能梯度材料，且在对镁合金板工件加工时，镁合金板工件放置位置倾斜会造成不同区域的成分配比不同，使材料制备的质量不合格，另外，镁合金板工件固定不牢固，取放不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于涡流的功能性梯度材料制备设备和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于涡流的功能性梯度材料制备设备，包括梯度线圈，所述梯度线圈的两侧设置有夹持板，两个所述夹持板的内侧靠近梯度线圈的上方安装有镁合金板，所述镁合金板与夹持板之间设置有用于将镁合金板固定在梯度线圈上方的安装机构，所述梯度线圈与镁合金板之间留有间隙，所述夹持板的一侧设置有用于矫正镁合金板处于水平位置的矫正机构，所述梯度线圈的梯度为多阶。

可选的，所述夹持板为环氧树脂板材质，所述夹持板通过长螺栓与梯度线圈连接。

可选的，所述矫正机构包括第一固定板，所述第一固定板的一侧固定设置有液压杆，所述液压杆的一侧固定设置有液压杆。

可选的，所述液压杆的输出端固定设置有第一推板，所述第一推板的底部固定设置有第一挤压板，所述第一挤压板的一端与第一固定板贯穿滑动连接，所述第一固定板的内部开设有用于第一挤压板滑动的第一滑槽，所述第一挤压板为L形，且所述第一挤压板的一端为圆弧形。

可选的，所述第一推板的一端与夹持板贯穿滑动连接，且所述第一推板的一端固定设置有抚平板，所述夹持板的表面开设有用于第一推板滑动的第二滑槽，所述抚平板与镁合金板活动连接。

可选的，所述夹持板的一侧固定设置有第二固定板，所述第二固定板的内部滑动设置有第二挤压板，所述第二挤压板的截面为梯形，且所述第二挤压板与第一挤压板滑动挤压连接，所述第二挤压板的一端固定设置有第二推板，所述第二推板为L形，且所述第二推板的一端与夹持板贯穿滑动连接，所述夹持板的一侧开设有用于第二推板滑动的第三滑槽，所述第三滑槽的内部固定设置有第一伸缩弹簧，所述第一伸缩弹簧与第二推板固定连接，所述第二推板的一端固定设置有托板，所述托板与镁合金板活动连接。