一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置，属于双金属环件制造技术领域。该装置主要由环件加热炉、径向液压顶缸群组、环形空心支撑台、形状组合与固定模块等组成。首先，在铝合金环坯外侧和不锈钢环坯内侧分别加工键合的凸起和凹槽结构；环形空心支撑台移动到加热炉特定位置，将带有键合凸起和凹槽的双金属环组合体固定在支撑台上；启动加热炉将双金属环组合体加热到所需工作温度；环形空心支撑台带动加热的双金属环组合体下降到加热炉底部一定位置，启动环形空心支撑台中间的径向液压顶缸群组，将内侧带凸起的铝合金环坯整体压入到外侧带凹槽的不锈钢环坯中，实现双金属环件径向局部热压塑性连接。塑性连接。塑性连接。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置


[0001]本专利技术属于双金属环件制造
，具体是一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置。

技术介绍

[0002]不锈钢
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铝双金属环件由两种不同金属经塑性变形或焊接而紧密连接的复合结构，不仅能充分发挥两种金属各自的最优性能，而且节省大量贵重金属，降低材料成本，实现轻量化生产，广泛应用在航空航天、核能发电、石油化工、远洋运输等工业领域。双金属环件传统制造方法主要分两类：一是先通过碾环机分别轧制形成两个单金属环件，然后装配成双金属环件；二是在一定温度下，将铝合金环坯与不锈钢环坯套在一起同时进行碾轧。上述两种方法生产工序多，温度均匀控制难，设备吨位大，对轧制设备要求较高，同时，双金属环件连接强度低，在对强度、密封性要求较高的工况中难以满足高性能服役的要求。
[0003]不锈钢
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铝合金双金属环件碾轧设备吨位大，整体轧制工艺复杂，碾轧过程对温度、碾轧速度、进给量等参数有较高要求，同时碾轧的双金属环件界面结合强度低、缺陷多、性能不稳定，给双金属环件高性能制造和长时间服役带来挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置，旨在解决问题：怎样降低设备吨位，怎样实现大环件高强度连接，构件温度均匀、稳定性可控，以及怎样实现不同形状环件的连接。
[0005]为解决上述难题，本专利技术提出了一种铝合金环坯与不锈钢环坯在恒温环境下塑性结合成为复合环的制备方法。该装置组成包括：环件加热炉、径向液压顶缸群组、伺服液压系统、环形空心支撑台、形状组合与固定模块等。
[0006]为制造不锈钢包铝质双金属环，具体实施包括以下步骤。
[0007]S1：单个环坯制备，使不锈钢环坯的内径大于铝合金环坯的外径。
[0008]S2：在不锈钢环坯内侧加工凹槽结构。
[0009]S3：在铝合金环坯外侧加工与不锈钢环坯凹槽键合的凸起结构，使其恰好充填在凹槽内。
[0010]S4：将加工好的铝合金环坯和不锈钢环坯分别放置在环形空心支撑台上固定。
[0011]S5：利用环形空心支撑台的升降装置，将固定好的双金属环组合体移动到环件加热炉的适当位置。
[0012]S6：通过环件加热炉将铝合金环坯和不锈钢环坯装配，并整体加热到一定温度。
[0013]S7：通过环形空心支撑台将加热的双金属环组合体下降到加热炉底部特定位置，避免炉温过高对底部液压顶缸群组产生影响。
[0014]S8：底部液压缸带动径向液压顶缸群组，使液压杆头部的组合顶块与铝合金环坯
和不锈钢环坯组合体平齐。
[0015]S9：利用径向液压顶缸群组，将内侧带凸起的铝合金环坯整体压入外侧带凹槽的不锈钢环坯中；局部热压连接过程，如果环件组合体温度下降到成形温度区间以下，通过重复步骤[0011]、[0012]、[0013]，使组合体温度始终保持在成形温度区间以内。
[0016]S10：局部热压塑性连接后，通过升降式环形空心支撑台，将双金属环热压塑性连接件从环件加热炉中吊出。
[0017]S11：关闭环件加热炉和伺服液压系统，设备归位，完成测试。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下。
[0019]本专利技术所述一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置。通过在环件加热炉底部设计了环形空心支撑台，不仅可固定双金属环件，还可通过伸缩杆调整双金属环件的受热温度范围；通过设计底部液压缸，带动径向液压顶缸群组集群上、下运动；通过设计径向液压缸结构，能够将内侧带凸起的铝合金环坯整体压入外侧带凹槽的不锈钢环坯内，实现双金属环件的热压塑性嵌合连接；通过在等温局部挤压装置中增加了环件加热炉，保证温度均匀和可控调节；通过在液压杆上端部连接不同形状的组合模块，实现不同形状（圆形、椭圆形和方形）和尺寸的双金属环件的局部热压塑性连接。
附图说明
[0020]本为更清楚地说明本专利技术实施所述一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法的实现方案，以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
[0021]图1是双金属环件径向局部热压塑性连接示意图；图2为实施例一中加工的铝合金圆环坯示意图；图3为实施例一中加工的不锈钢圆环坯示意图；图4为实施例一中铝合金
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不锈钢圆形连接环组合体加热过程示意图；图5为实施例一中铝合金
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不锈钢圆形连接环局部热压塑性连接过程示意图；图6为实施例一中径向液压顶缸群组分布示意图；图7为实施例二中加工的铝合金方形环坯示意图；图8为实施例二中加工的不锈钢方形环坯示意图；图9为实施例二中径向液压顶缸群组分布示意图；图10为实施例三中加工的铝合金椭圆形环坯图；图11为实施例三中加工的不锈钢椭圆形环坯图；图12为实施例三中径向液压顶缸群组分布图。
[0022]图1主要附图标记：1
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下保温箱；2
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上保温箱；3
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保温箱盖；4
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视窗；5
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吊环；6
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加热炉；7
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不锈钢环坯；8
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压紧定位块；9
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垫板；10
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组合顶块；11
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多面固定台；12
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液压杆；13
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液压缸；14
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液压导杆；15
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环形空心支撑台；16
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铝合金环坯；17
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紧固螺栓；18
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液压杆；19
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液压缸。
具体实施方式
[0023]以下结合附图，对本专利技术上述和另外的技术特征和优点做更详细地说明。
[0024]请参见图2、图3、图4、图5和图6。
[0025]本专利技术提出了一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置。将铝合金环坯和不锈钢环坯进行机加工，使其机械键合；利用环形空心支撑台将双金属环组合体运送环件加热炉内部特定位置，并加热到特定温度；通过加热炉底部中心的液压导杆上下往复，利用其径向分布液压缸上的组合顶块将铝合金环坯外侧凸起结构压入内侧带凹槽的不锈钢环坯结构中，实现双金属环件径向局部热压塑性连接。该方法设备吨位小，局部等温挤压连接工艺稳定，参数精准可控，连接件结合强度高、缺陷少，能够克服传统双金属环件焊接和双环轧制工艺引起的性能不稳定、参数难控制、缺陷多等难题。
[0026]该套局部热压塑性连接基本组成主要包括：下保温箱1；上保温箱2；保温箱盖3；视窗4；吊环5；加热炉6；不锈钢环坯7；压紧定位块8；垫板9；组合顶块10；多面固定台11；液压杆12；液压缸13；液压导杆14；环形空心支撑台15；铝合金环坯16；紧固螺栓17；液压杆18；液压顶缸19等。主要步骤如下。
[0027]制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置，其特征在于：将铝合金环坯和需键合的不锈钢环坯固定在可伸缩环形空心支撑台上；接着将环形空心支撑台上的双金属环组合体放置在加热炉内部特定位置，并加热到一定温度；然后环形空心支撑台带动双金属环组合体下降到加热炉底部，利用径向液压顶缸群组将内侧带凸起的铝合金环坯压入外侧带凹槽的不锈钢环坯中，实现双金属环件径向局部热压塑性连接。2.具体包括以下步骤：第一步S1：在铝合金环坯外侧加工凸起结构；第二步S2：在与其配合的内侧不锈钢环坯上加工键合凹槽结构；第三步S3：将加工好的铝合金环坯和不锈钢环坯分别放置在环形空心支撑台上组装、固定；第四步S4：利用环形空心支撑台的升降装置，将固定好的双金属环移动到环件加热炉适当位置；第五步S5：通过环件加热炉将铝合金环坯和不锈钢环坯组合体加热到一定温度；第六步S6：通过环形空心支撑台将双金属环组合体下降到加热炉底部特定位置；第七步S7：通过径向液压顶缸群组将内侧带凸起的铝合金环坯整体压入外侧带凹槽的不锈钢环坯，实现双金属环件的热压塑性连接；第八步S8：局部热压塑性连接后，通过升降式环形空心支撑台，将双金属环热压塑性连接件从环件加热炉中吊出；第九步S9：关闭环件加热炉和伺服液压系统，完成测试。3.根据权利要求1所述一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置，其特征在于，所述该装置主要包括：环件加热炉、径向液压顶缸群组、伺服液压系统、环形空心支撑台、形状组合与固定模块等。4.根据权利要求1和2所述一种不锈钢包铝质双金属环件径向局部热压塑性连接方法与装置，其特征在于，所述在铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：程旺军，马子煜，高强，孙耀宁，崔栋栋，王思冰，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：