一种可降解铝基材料制备设备、制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及铝基材料技术领域，具体涉及一种可降解铝基材料制备设备、制备工艺，包括冷镦模、模架和控制器；由于压裂球在冷镦过程中是通过对棒料进行挤压塑性成型，棒料切开量与模腔间存在的容积差，当棒料量低于模腔的容积时，会使得造型后压裂球的球面度不足，而棒料量高于模腔的容积时，会造成压裂球在模腔合模边缘产生环状凸起，削弱了压裂球的塑形质量，继而影响到压裂球的使用效果；故此，本发明专利技术通过设置的补模锥，将待加工件的补充料填充到冷镦模的模腔中，并使冷镦过程中的棒料将补充料包裹起来，解决冷镦塑形过程中的棒料量低于模腔容积的情况，保持制备的压裂球的表面质量，从而提升了可降解铝基材料制备设备的运行效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解铝基材料制备设备、制备工艺


[0001]本专利技术涉及铝基材料
，具体涉及一种可降解铝基材料制备设备、制备工艺。

技术介绍

[0002]水平井分段压裂是油气开发储层改造的核心技术，常采用的方法是复合桥塞分段压裂，为了后期生产测井，使用连续油管把桥塞全部钻磨掉；而随着油气开发深度的增加，钻磨复合桥塞已经不能满足油气资源的开发需求，因此实现大通径桥塞免钻除工艺成为了目前油气开发过程降本增效的方法之一，其中使用的核心技术就是可降解压裂球，随着油气开发过程的逐步推进和深入，能够溶解的分段压裂球备受重视；为使压裂球满足应用环境的性能要求，其核心材料成分中镁铝锌铜镍等的配比尤为重要，使得高品质等级的压裂球，在制备过程的材料成本占比巨大。
[0003]冷镦是少无切削金属压力加工的工艺，它是在借助模具的作用下使将被加工金属产生塑性变形，其在常温条件下即可进行，并对被加工件的材料具有较高的利用率，同时冷镦工艺对被加工件的机械性能也具有改善作用，适用于进行压裂球的加工；由于压裂球在冷镦过程中是通过对棒料进行挤压塑性成型，棒料切开量与模腔间存在的容积差，会降低加工出的压裂球品质，当棒料量低于模腔的容积时，会使得造型后压裂球的球面度不足，而棒料量高于模腔的容积时，会造成压裂球在模腔合模边缘产生环状凸起，削弱了压裂球的塑形质量，继而影响到压裂球的使用效果。
[0004]如申请号为CN201710327769.8的一项中国专利公开了一种耐压可溶解的铸造铝基复合材料及其制备方法；属于可溶解材料
；该专利技术所述耐压可溶解的铸造铝基复合材料以质量百分比计，含有0.01％～1％的石墨烯。该材料的制备方法为：按设计的铝合金组分配比，称取各组分，先将铝、铜、镁放入熔炼炉中，熔化后降温，再将锡、镓、铟放入铝铜镁合金熔体中，精炼除气除渣，再将石墨烯搅拌加入铝熔体中，静置并浇铸，然后再经过固溶时效处理得到产品；该技术方案组分配比合理，工艺过程简单，所得产品的降解性能与耐压强度明显超过现有的同类产品；其性能满足石油天然气多级滑套分段压裂技术对压裂工具材料耐压可降解性能的要求。便于大规模的工业化应用；但是该技术方案中未对压裂球表面进行硬化处理，使得压裂球的表面硬度易受其制备成品的材料组份所影响，限制了压裂球表面硬度参数的提升。
[0005]鉴于此，本专利技术提出了一种可降解铝基材料制备设备、制备工艺，解决了上述技术问题。

技术实现思路

[0006]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出了一种可降解铝基材料制备设备、制备工艺，通过设置的补模锥，将待加工件的补充料填充到冷镦模的模腔中，并使冷镦过程中的棒料将补充料包裹起来，解决冷镦塑形过程中的棒料量低于模腔容积的情况，保持制备的压
裂球的表面质量，从而提升了可降解铝基材料制备设备的运行效果。
[0007]本专利技术所述的一种可降解铝基材料制备设备，包括冷镦模、模架和控制器；所述冷镦模安装在模架上，冷镦模在控制器的调节下进行合模；所述冷镦模的外侧设有补模头，补模头滑动安装在模架上，补模头与模架间设有固连驱动的油缸；所述补模头的行程与冷镦模的行程相垂直，补模头环绕包裹在冷镦模的模腔边缘；所述模架上还设有滑动的桁架台，桁架台上安装有补模锥，桁架台通过驱动电机将补模锥移动到冷镦模处；所述补模锥呈圆台状，补模锥的顶端用于放置待加工件的补充料，且放置的补充料截面大于补模锥的顶端，补模锥的底端与桁架台间设有固连的支撑弹簧；所述冷镦模和补模头的模腔内壁曲率相同；
[0008]现有技术中，由于压裂球在冷镦过程中是通过对棒料进行挤压塑性成型，棒料切开量与模腔间存在的容积差，会降低加工出的压裂球品质，当棒料量低于模腔的容积时，会使得造型后压裂球的球面度不足，而棒料量高于模腔的容积时，会造成压裂球在模腔合模边缘产生环状凸起，削弱了压裂球的塑形质量，继而影响到压裂球的使用效果；
[0009]因此，本专利技术通过设置在模架上的桁架台，将待加工的棒料放置到冷镦模之间夹持起来，在冷镦模开始合模动作前，使桁架台上的驱动电机将补模锥移动至冷镦模的合模面之间，并使补模锥在支撑弹簧的作用下将其上放置待加工件的补充料抵在冷镦模中的棒料上，然后进行冷镦模的合模，在合模过程中接触冷镦模的棒料端部承受的应力作用，使棒料的中部产生较大的塑性变形，同时添加的补充料在补模锥的支撑作用下保持抵在棒料表面的位置，利用添加的补充料大于补模锥的顶端，使得塑性过程中的棒料将补充料包裹起来，并利用补模锥的圆台状外形，使其在冷镦模的合模过程中被挤压产生滑移，使得补模锥克服支撑弹簧的作用力从冷镦模脱离，此时桁架台上的驱动电机启动使补模锥移开，接着在模架上的油缸驱动作用下使补模头移动到冷镦模的合模面之间，进而使补模头与冷镦模形成完整的球形模腔，进行压裂球的挤压造型；本专利技术利用了设置的补模锥，将待加工件的补充料填充到冷镦模的模腔中，并使冷镦过程中的棒料将补充料包裹起来，解决冷镦塑形过程中的棒料量低于模腔容积的情况，保持制备的压裂球的表面质量，从而提升了可降解铝基材料制备设备的运行效果。
[0010]优选的，所述补模头上还设置有贯穿的卸料孔，补模头的模腔内壁上还设置有贴附的模壳，模壳在卸料孔的部位承受的应力达到其阈值后破裂开来；在冷镦造型压裂球时，通过设置在补模头上的卸料孔，配合在补模头模腔内壁上设置的模壳，使模壳能够承受的应力值强度处于45
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55MPa，继而在冷镦模将压裂球的棒料挤压塑形为球形的过程中，利用模壳承受应力的阈值来控制压裂球造型时的压力，在冷镦模的模腔中压裂球的棒料量过多的情况下，使压裂球因其过多材料在模腔中承受到的过大应力，将卸料孔部位的模壳破坏并将其过大的应力卸下，避免挤压塑形过程中产生的过大应力传递到模腔内壁上，而对模腔的表面精度造成破坏，从而维持了可降解铝基材料制备设备的运行效果。
[0011]优选的，所述卸料孔中还设有滑动的顶杆，顶杆的端部抵在补模头模腔内壁的模壳上，顶杆与模架间还设有固连的气缸；在冷镦造型的过程中，通过设置在模架上的气缸，为伸入卸料孔中的顶杆提供预紧力，用以支撑模腔内壁卸料孔部位的模壳，维持较薄厚度的模壳其提供的强度参数满足使用需求，同时被挤入卸料孔中的物料，将气缸支撑顶杆的作用力控制在30
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40MPa，避免模壳被冲击破坏后导致卸料孔在模腔中的成为泄压点，致使
塑形过程的压裂球形成较低密度的异形，保持压裂球处于的强度性能分布趋向于均衡状态，维持压裂球的制备品质，从而提升了可降解铝基材料制备设备的运行效果。
[0012]优选的，所述卸料孔在补模头中呈纺锤体的形状；所述顶杆的端部与卸料孔在补模头内壁上的孔径相等；所述气缸在冷镦模完成合模后向卸料孔中的顶杆提供35
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45MPa的应力；通过将补模头中的卸料孔设置成纺锤体的形状，配合顶杆端部的与卸料孔在补模头内壁上相等的孔径，使气缸向顶杆提供的作用力传递到压裂球在卸料孔中的凸起部位，使得压裂球在卸料孔中的凸起部位被顶杆挤压，在凸起部位挤压形成内凹，继而在对冷镦完成的压裂球在进行磨光操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解铝基材料制备设备，包括冷镦模(1)、模架(2)和控制器；所述冷镦模(1)安装在模架(2)上，冷镦模(1)在控制器的调节下进行合模；其特征在于：所述冷镦模(1)的外侧设有补模头(3)，补模头(3)滑动安装在模架(2)上，补模头(3)与模架(2)间设有固连驱动的油缸(31)；所述补模头(3)的行程与冷镦模(1)的行程相垂直，补模头(3)环绕包裹在冷镦模(1)的模腔边缘；所述模架(2)上还设有滑动的桁架台(4)，桁架台(4)上安装有补模锥(41)，桁架台(4)通过驱动电机(42)将补模锥(41)移动到冷镦模(1)处；所述补模锥(41)呈圆台状，补模锥(41)的顶端用于放置待加工件的补充料，且放置的补充料截面大于补模锥(41)的顶端，补模锥(41)的底端与桁架台(4)间设有固连的支撑弹簧(43)；所述冷镦模(1)和补模头(3)的模腔内壁曲率相同。2.根据权利要求1所述的一种可降解铝基材料制备设备，其特征在于：所述补模头(3)上还设置有贯穿的卸料孔(32)，补模头(3)的模腔内壁上还设置有贴附的模壳(411)，模壳(411)在卸料孔(32)的部位承受的应力达到其阈值后破裂开来。3.根据权利要求2所述的一种可降解铝基材料制备设备，其特征在于：所述卸料孔(32)中还设有滑动的顶杆(33)，顶杆(33)的端部抵在补模头(3)模腔内壁的模壳(411)上，顶杆(33)与模架(2)间还设有固连的气缸(34)。4.根据权利要求3所述的一种可降解铝基材料制备设备，其特征在于：所述卸料孔(32)在补模头(3)中的孔径由内向外逐渐增大；所述顶杆(33)的端部与卸料孔(32)在补模头(3)内壁上的孔径相等；所述气缸(34)在冷镦模(1)完成合模后向卸料孔(32)中的顶杆(33)提供35
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45MPa的应力。5.根据权利要求1所述的一种可降解铝基材料制备设备，其特征在于：所述冷镦模(1)的合模面设置成斜面(11)，冷镦模(1)的斜面(11)倾角大于补模锥(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨旭，周建，
申请(专利权)人：刘晨旭，
类型：发明
国别省市：