[发明专利]一种铝基复合材料多向双级约束变形装置及其使用方法

权利要求书

1.一种铝基复合材料多向双级约束变形装置，其特征在于铝基复合材料多向双级约束变形装置由下压头(1)、上压头(2)和环状约束模具(3)组成；所述下压头(1)和上压头(2)相对设置，坯料(4)设置在下压头(1)和上压头(2)之间，所述环状约束模具(3)环套在下压头(1)和上压头(2)的外围，所述下压头(1)、上压头(2)和环状约束模具(3)的中心轴线在同一直线上，且与压力机平台垂直。

2.如权利要求1所述的一种铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法，其特征在于铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法是按以下步骤进行：

一、多向双级约束坯料准备，将包套加工成环状圆柱，然后环套在圆柱状的待变形铝基复合材料上；待变形铝基复合材料与包套的高度相同，且待变形铝基复合材料与包套过盈配合，得到坯料(4)；

二、预热：分别对下压头(1)、上压头(2)、环状约束模具(3)、坯料(4)和保温板进行预热；

三、装置组合，将保温板放置于压力机平台上，在保温板上依次放置下压头(1)、坯料(4)和上压头(2)，保证三者中心轴线在同一条直线上；然后将环状约束模具(3)环套在下压头(1)、上压头(2)和坯料(4)的外侧；

四、约束变形，操控压力机对下压头(1)和上压头(2)施加压力进行挤压成型，即完成约束变形过程；

五、热处理：采用机械加工手段将约束变形后的复合材料从包套中取出，进行热处理，最终得到多向双级约束变形的铝基复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法，其特征在于步骤一中所述包套由铝合金加工而成，且该铝合金的种类与铝基复合材料基体的合金种类相同。

4.根据权利要求3所述的一种铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法，其特征在于步骤一中包套加工成环状圆柱，环状圆柱的厚度为20～50mm；所述过盈配合量为0.05～0.2mm。

5.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法，其特征在于步骤二中对坯料(4)进行预热的预热温度为300～500℃，保温时间为2～5h，升温速率为1～6℃/min。

6.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法，其特征在于步骤二中所述环状约束模具(3)为钢模具，所述环状约束模具(3)的内径尺寸比坯料(4)的外径大10～20％，环状约束模具(3)的厚度为20～30mm。

7.根据权利要求5所述的一种铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法，其特征在于步骤二中对环状约束模具(3)进行预热的预热温度为310～520℃，保温时间为2～5h，升温速率为1～6℃/min；且环状约束模具(3)的预热温度比坯料(4)的预热温度高10～20℃。

8.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法，其特征在于步骤二中对下压头(1)和上压头(2)进行预热的预热温度为300～500℃，保温时间为2～5h，升温速率为1～6℃/min；所述下压头(1)和上压头(2)的厚度均不低于30mm。

9.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法，其特征在于步骤四中所述挤压成型中压力机行进速度控制在0.2～1mm/s，压至指定位置后控制压力机保压5～10min，变形量为30％～60％。

10.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料多向双级约束变形装置的使用方法，其特征在于步骤五中所述热处理为固溶、淬火和时效，时效处理的工艺参数为先在温度为130～150℃的条件下处理1～2h，再将温度从130～150℃升温至190～220℃，然后在温度为190～220℃的条件下处理3～5h。