[发明专利]一种铝基复合材料薄壁件一体化成形设备及方法

权利要求书

1.一种铝基复合材料薄壁件一体化制备成形设备，其特征在于，所述制备成形设备包括用于制备铝基复合材料的制备-浇注罐(1)和加压罐(6)，所述制备-浇注罐(1)与所述加压罐(6)相邻的侧壁上设有输送窗口，与所述加压罐(6)相通，所述输送窗口上设有密封机构用于保持所述制备-浇注罐(1)与加压罐(6)之间的彼此相对密封，

所述制备-浇注罐(1)内置有熔炼炉(19)、坩埚(20)、第一浇注模具驱动装置(21)、浇铸模具(22)和第一滑道(23)，并且所述制备-浇注罐(1)与抽真空装置(14)相连通，所述制备-浇注罐(1)的顶部还设置有穿过其顶壁的加料桶(3)和加料-搅拌器(4)，所述坩埚(20)置于所述熔炼炉(19)内，用于容纳并熔化铝锭，所述坩埚(20)和所述熔炼炉(19)上设置有水口(18)，所述熔炼炉(19)上设有倾转机构(17)用以驱动熔炼炉(19)使其向所述浇注模具(22)倾转，所述浇铸模具(22)位于所述熔炼炉(19)侧部、所述水口(18)下方并且放置于所述第一滑道(23)上,所述第一浇铸模具驱动装置(21)与所述浇注模具(22)相连，用于驱动所述浇铸模具(22)在所述第一滑道(23)上运动；

所述加压罐(6)包括加压装置(8)、模具输入输出口(10)、第二浇注模具驱动装置(11)和第二滑道(12)，并与抽真空装置(14)相连；

所述第一滑道(23)和所述第二滑道(12)分别位于所述输送窗口的两侧，以允许所述浇注模具(22)在浇注完成后经所述输送窗口从所述制备-浇注罐(1)被推送至所述加压罐(6)。

2.根据权利要求1所述的铝基复合材料薄壁件一体化制备成形设备，其特征在于，

所述密封机构包括第一密封圈(24)、密封滑板(25)、导杆(28)、升 降气缸(13)以及导套(16)，所述升降气缸(13)与所述密封滑板(25)之间用所述导套(16)连接，所述升降气缸(13)、所述导套(16)和所述导杆(28)各2个，分别置于所述密封滑板(25)两侧，所述密封滑板(25)沿两侧的所述导杆(28)运动，所述第一密封圈(24)用于实现所述密封滑板(25)与所述制备-浇注罐(1)的密封。

3.根据权利要求2所述的铝基复合材料薄壁件一体化制备成形设备，其特征在于，所述制备-浇注罐(1)的顶部设置有密封盖板(2)，所述制备-浇注罐(1)的上部采用所述密封盖板(2)与外部隔离，所述加料桶(3)穿过所述密封盖板(2)并指向所述坩埚(20)。

4.根据权利要求1所述的铝基复合材料薄壁件一体化制备成形设备，其特征在于，所述第二浇注模具驱动装置(11)前端设有连接环，所述浇注模具(22)的对应位置设有锁紧机构，所述锁紧机构包括推杆(27)、弹簧(26)，所述弹簧(26)置于所述推杆(27)上，所述弹簧(26)和所述推杆(27)的组合体有2个，彼此相对放置构成锁紧机构，所述锁紧机构可套住所述第二浇注模具驱动装置(11)前端的连接环，实现连接。

5.根据权利要求1所述的铝基复合材料薄壁件一体化制备成形设备，其特征在于，所述加料-搅拌器(4)采用六叶片结构。

6.根据权利要求1所述的铝基复合材料薄壁件一体化制备成形设备，其特征在于，所述加料桶(3)内为上下层结构，且与外部完全隔离，上层装有变质剂和细化剂，下层装有SiCp粉末，所述加料桶(3)内上下层分别设置球阀(15)，所述球阀(15)用于控制加料速度。

7.根据权利要求1所述的铝基复合材料薄壁件一体化制备成形设备，其特征在于，所述水口(18)内置有陶瓷过滤网。

8.根据权利要求1所述的铝基复合材料薄壁件一体化制备成形设备，其特征在于，所述抽真空装置(14)与所述制备-浇注罐(1)侧壁相连通，加压装置(8)与所述加压罐(6)侧壁相连通。

9.一种采用权利要求1-8中任意一项所述的设备进行铝基复合材料薄壁件一体化制备成形的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：

步骤1、在真空环境下将铝合金锭熔化并搅拌；

步骤2、待铝合金锭完全熔化后，将温度控制在690℃～710℃，逐渐加入SiCp粉末，同时进行反向搅拌，转速在100-120转/分；

步骤3、间隔2-5分钟正向搅拌，循环往复15-20min；

步骤4、将熔体温度降到590℃～620℃，正向搅拌，转速提升到1100-1300转/分，间隔5-10分钟反向搅拌，循环往复30-40min；

步骤5、将熔体逐步升温，同时减小正反向搅拌转速，温度升至690℃～710℃，缓慢加入变质剂和细化剂，转速在200-300转/分，正向和反向搅拌总时间10-20min；

步骤6、对浇注模具进行预热，并利用所获得的熔体进行浇注；

步骤7、浇注结束后，立即对浇注模具进行加压，压力升至500-800Pa，保压5-10min；

步骤8、凝固结束时，泄压到大气压。