一种梯度材料的高通量制备方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种梯度材料的高通量制备方法及装置，高通量制备方法，包括如下步骤；步骤S1：开启加热电阻丝，加热到预设温度时，通过压头将坯料压入锥形台模具；步骤S2：停止加热；步骤S3：开启冷却水，坯料从上到下的冷却速度逐渐加快，从而使压入的坯料产生温度梯度分布且可准确调控；步骤S4：冷却到预定温度时，退出冲压压头,通过顶出杆顶出坯料；步骤S5：从而获得晶粒梯度分布以及第二相梯度分布的组织；本发明专利技术的高通量制备方法，有效实现了金属材料的梯度热变形及梯度热处理，可高效获得具有晶粒梯度分布、第二相梯度分布及性能梯度分布的金属材料，实现了金属样品的高通量制备加工，具有效率高、成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种梯度材料的高通量制备方法及装置
本专利技术涉及材料加工
，具体为一种梯度材料的高通量制备方法及装置。
技术介绍
传统的端淬梯度热处理时无法引入变形储存能，不能为再结晶晶粒形核提供形核驱动力，所以对晶粒尺寸分布产生的影响较小，主要对第二相的尺寸产生影响，且仅能获得热处理工艺-组织-性能间的关系；而且，传统热压缩、热挤压方法在挤压的过程中，无法获得具有晶粒梯度分布、第二相梯度分布及性能梯度分布的金属材料；同时，在制备的过程中，模具内部会产生一定碎屑，清洁不便，因此，设计一种梯度材料的高通量制备方法及装置是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种梯度材料的高通量制备方法及装置，有效实现了金属材料的梯度热变形及梯度热处理，可高效获得具有晶粒梯度分布、第二相梯度分布及性能梯度分布的金属材料，实现了金属样品的高通量制备加工，具有效率高、成本低的优点。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种梯度材料的高通量制备方法，包括如下步骤；步骤S1：开启加热电阻丝，加热到预设温度时，通过压头将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯度材料的高通量制备方法，其特征在于，包括如下步骤；/n步骤S1：开启加热电阻丝，加热到预设温度时，通过压头将坯料压入锥形台模具(42)后，产生梯度热变形，变形储存能即晶粒形核驱动力也呈梯度分布，通过控制模具尺寸控制梯度热变形量的大小及分布；/n步骤S2：当坯料压入锥形台模具(42)后，关闭加热电阻丝，停止加热，此时冲压压头(6)并不退出，以防止坯料上端热扩散而产生冷却；/n步骤S3：开启冷却水，使从上到下的冷却水通道里水的流速依次加快、流量以此加快，且流速、流量可调，坯料从上到下的冷却速度逐渐加快，从而使压入的坯料产生温度梯度分布且可准确调控；/n步骤S4：当冷却到预定温度时，退出冲...

【技术特征摘要】
1.一种梯度材料的高通量制备方法，其特征在于，包括如下步骤；
步骤S1：开启加热电阻丝，加热到预设温度时，通过压头将坯料压入锥形台模具(42)后，产生梯度热变形，变形储存能即晶粒形核驱动力也呈梯度分布，通过控制模具尺寸控制梯度热变形量的大小及分布；
步骤S2：当坯料压入锥形台模具(42)后，关闭加热电阻丝，停止加热，此时冲压压头(6)并不退出，以防止坯料上端热扩散而产生冷却；
步骤S3：开启冷却水，使从上到下的冷却水通道里水的流速依次加快、流量以此加快，且流速、流量可调，坯料从上到下的冷却速度逐渐加快，从而使压入的坯料产生温度梯度分布且可准确调控；
步骤S4：当冷却到预定温度时，退出冲压压头(6)、锥形台模具(42)底部模座与喷头，进入顶出杆，通过顶出杆从锥形台模具(42)底部顶出坯料；
步骤S5：从而获得上端晶粒大、下端晶粒下的晶粒梯度分布以及上端析出第二相少且尺寸大、下端析出第二相多且尺寸小的第二相梯度分布的组织，同时，性能也呈梯度分析。


2.根据权利要求1所述的梯度材料的高通量制备方法，其特征在于，所述锥形台模具(42)上端直径与下端直径之比范围为5:1至10:1、高为10cm到100cm，坯料加热时间范围为10min-3h；坯料加热温度范围为200℃-1300℃；冷却时间范围为10min-3h。


3.一种梯度材料的高通量制备装置，其特征在于，包括承重底架(1)、机箱(2)、加工台(3)、凹模组件(4)、动力组件(5)、冲压压头(6)、防水槽(7)、安装隔板(8)和清洁组件(9)，所述承重底架(1)的顶部端面中央固定安装有机箱(2)，所述机箱(2)的顶部端面中央固定安装有加工台(3)，所述加工台(3)的顶部端面中央设置有凹模组件(4)，所述机箱(2)的内部中央通过螺栓固定安装有安装隔板(8)，所述安装隔板(8)的端面设置有清洁组件(9)，且清洁组件(9)与凹模组件(4)连接，所述加工台(3)的顶部端面一侧设置有动力组件(5)，且动力组件(5)的一侧连接安装有冲压压头(6)；
所述凹模组件(4)包括压铸座(41)、锥形台模具(42)、物料槽(43)、第一加热层(44)、水冷层(45)、下料凸台(46)和下料板(47)，所述压铸座(41)固定安装在加工台(3)的顶部端面中央，所述压铸座(41)的端面中央安装有锥形台模具(42)，所述锥形台模具(42)的端面中央开设有物料槽(43)，所述锥形台模具(42)的内部另一侧设置有水冷层(45)，所述锥形台模具(42)的底部下方设置有下料凸台(46)，且下料凸台(46)的端面中央安装有下料板(47)。


4.根据权利要求3所述的梯度材料的高通量制备装置，其特征在于，所述加工台(3)的顶部端面设置有防水槽(7)，且防水槽(7)位于压铸座(41)的外侧。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，李霞，张文彦，孟范超，陈淑英，黄海亮，朱礼龙，吴冲冲，周鑫，仝阳，张尚洲，江亮，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：山东;37