[发明专利]一种金属层状复合材料零部件近终成形方法与装置

权利要求书

1.一种金属层状复合材料零部件近终成形的装置，其特征是不需要顶杆，装置包括：组 合压头、成形模具、活动垫块(11)、导向与支撑组件四部分；组合压头包括上垫块(2)、上 模板(4)、上凸模垫板(16)；成形模具包括上凸模固定板(5)、上凸模(6)、下凸模(12)、 型腔(7)、预应力圈(8)；导向与支撑组件包括下模座(10)、四个导柱(14)；所述的上垫 块(2)通过三个A螺钉(1)固定在上模板(4)上，保证导柱(14)伸出时有足够的空间； 所述的上凸模固定板(5)和上凸模垫板(16)通过三个B螺钉(3)与上模板(4)连接， 并通过两个定位销(15)定位；所述的上凸模(6)通过凸肩的方式安装在上凸模固定板(5) 上；所述的下凸模(12)每次成形前从上方装入型腔(7)，顶件过程中与工件(13)一同被 顶出；所述的型腔(7)用热镶的方法固定在预应力圈(8)上，形成预应力结构，提高型腔 (7)的承载能力；所述的活动垫块(11)在冷压成形过程中垫在型腔(7)下面，起支撑作 用，顶件开始前退出，保证型腔(7)下方留出所需空间；所述的四个导柱(14)固定在预应 力圈(8)上，与上模板(4)上的四个导柱孔进行配合导向，保证组合压头向下运动整个过 程的平稳；所述的下模座(10)分左右两块，分别通过两个C螺钉(9)与预应力圈(8)连 接，起支撑作用。

2.一种如权利要求1所述金属层状复合材料零部件近终成形的装置，其特征是成形装置 的工作过程为：

冷压成形过程：将活动垫块(11)垫在型腔(7)的下面，将下凸模(12)从上方装入型 腔(7)，将上下重叠的待复合的坯料(13)放在型腔中，将组合压头通过上模板(4)上的导 柱孔与导柱(14)配合，开动压力机，使组合压头下行，由均匀分布的四根导柱(14)进行 导向，随着组合压头的下行，上凸模(6)进入型腔(7)并对坯料(13)进行冷压成形，获 得尺寸精度高、界面结合好的金属层状复合材料零部件；

顶件过程：成形过程完成后，将压力机卸载，完全退出模具下部的活动垫块(11)，使得 型腔(7)的下方留出所需的空间；控制压力机，使组合压头继续下行，上凸模(6)推着铜/ 银层状复合材料零部件以及下凸模(12)离开型腔(7)，当铜/银层状复合材料零部件完全脱 离型腔(7)时，控制压力机停机，一个循环结束，为下一次冷压成形做准备。

3.一种金属层状复合材料零部件近终成形方法，采用权利要求1所述的近终成形装置， 其特征是具体步骤如下：

(1)根据1∶1～1∶100的层厚比要求，机加工分别制备所需尺寸的待复合的金属板坯；

(2)对上述板坯进行退火处理，退火温度为260～550℃、保温时间为30～60min；

(3)用钢刷对退火后的板坯待复合表面进行处理；

(4)将待复合的金属板坯上下重叠装入成形装置的模具内，以压下速率为0.1～2mm/min 进行冷压成形，直至金属充满成形装置的模具型腔，即成形获得尺寸精度高、界面结合好的 金属层状复合材料零部件；所述的待复合的金属为纯金、纯银、纯铜、纯铝、金合金、银合 金、铜合金、铝合金。