[发明专利]一种大尺寸超薄粉末冶金梯度材料的成形装置及应用

权利要求书

1.一种大尺寸超薄粉末冶金梯度材料的成形装置；其特征在于：所述大尺寸超薄粉末冶金梯度材料的成形装置包括预压成形系统(1)和叠层铺粉成形系统(2)，所述叠层铺粉成形系统(2)由模具上压头(7)、模套(9)、模具下压头(10)、螺旋控高仪升降台(11)、螺旋控高仪平台(12)、螺旋旋钮(13)、升降螺杆(14)和控高仪底座(15)组成；

所述预压成形系统(1)提供向下的压力；

组装后，所述螺旋控高仪升降台(11)上表面与模具下压头(10)水平接触；螺旋控高仪升降台(11)下表面与升降螺杆(14)相连，螺旋控高仪升降台(11)的侧壁与螺旋控高仪平台(12)的内腔接触或留有小于100微米的间隙，且螺旋控高仪升降台(11)能在螺旋控高仪平台(12)的内腔上下移动；所述螺旋控高仪升降台(11)进入模套(9)后，螺旋控高仪升降台(11)的侧壁与模套(9)的内腔接触或留有小于100微米的间隙，且螺旋控高仪升降台(11)能在模套(9)的内腔内上下移动；

所述模套(9)水平横切后，所得横截面的面积大于10000mm²。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄粉末冶金梯度材料的成形装置；其特征在于：所述大尺寸超薄粉末冶金梯度材料的成形装置还包括最终压制成形系统(6)，中转系统由电机(3)和履带(4)组成；

组装后，最终成形操作平台(5)的上表面、履带(4)、模套(9)的下表面位于同一水平面。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄粉末冶金梯度材料的成形装置；其特征在于：预压成形系统(1)采用数控油压系统，其施压范围为100MPa-500MPa且施压精度在±5MPa，压头最大行程为200mm。

4.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄粉末冶金梯度材料的成形装置的应用，其特征在于；包括下述步骤；

步骤一

往模具上压头(7)、模套(9)、模具下压头(10)上涂覆脱模剂；组装模具；组装后；通过螺旋旋钮(13)调整螺旋控高仪升降台(11)的高度，使得模具下压头(10)的上表面到模套(9)顶部所在水平面的垂直距离为d1；所述d1小于1.5mm；

步骤二

往模套(9)与模具下压头(10)所构成的容器内铺设第一金属粉末直至第一金属粉末填满整个容器；然后刮平，使得所填充的第一金属粉末的上沿与模套(9)的上表面在同一水平位置；

步骤三

通过预压成形系统(1)下压模具上压头(7)；使得模具上压头(7)以P₁压力作用于所填充的第一金属粉末上；得到第一超薄金属预制层；卸除预压成形系统(1)施加给模具上压头(7)的压力；然后通过螺旋旋钮(13)使得螺旋控高仪升降台(11)上升并螺旋控高仪升降台(11)顶着模具下压头(10)在模套(9)的内腔内向上移动，直至第一超薄金属预制层与模套(9)的上边沿处于同一水平面上；此时移走模具上压头(7)；然后再下调螺旋控高仪升降台(11)；使得第一超薄金属预制层距离模套(9)顶部所在水平面的垂直距离为d2；所述d2小于1.5mm；

步骤四

往模具上压头(7)涂覆脱模剂；往模套(9)与第一超薄金属预制层所构成的容器内铺设第二金属粉末直至第二金属粉末填满整个容器；然后刮平，使得所填充的第二金属粉末的上沿与模套(9)的上表面在同一水平位置；

步骤五

通过预压成形系统(1)下压模具上压头(7)；使得模具上压头(7)以P₂压力作用于所填充的第二金属粉末上；得到第二超薄金属预制层；卸除预压成形系统(1)施加给模具上压头(7)的压力；然后通过螺旋旋钮(13)使得螺旋控高仪升降台(11)上升并螺旋控高仪升降台(11)顶着模具下压头(10)在模套(9)的内腔内向上移动，直至第二超薄金属预制层与模套(9)的上边沿处于同一水平面上；此时移走模具上压头(7)；然后再下调螺旋控高仪升降台(11)；使得第二超薄金属预制层距离模套(9)顶部所在水平面的垂直距离为d3；所述d3小于1.5mm；

步骤六

依次重复步骤四、步骤五；在第N超薄金属预制层铺设第N+1金属粉末直至第N+1金属粉末填满整个容器；然后刮平，使得所填充的第N+1金属粉末的上沿与模套(9)的上表面在同一水平位置；然后以P_N+1的压力压制；直至得到设定层数和厚度的预压坯；所述N大于等于2；

其中P_N+1＝P₁-(10～25)(N+1)；其中N选自2，3，4，……，9中任意一个整数；且P1大于等于250MPa；

其中dn小于1.5mm；所述n选自3、4、5、6、7、8、9、10中任意一整数。