应用于多元金属的等温态复合椭圆成型机构的制作方法

1.本实用新型属于金属基复合材料领域，涉及一种椭圆成型机构在多元金属的等温态复合制备全包覆复合管、复合杆棒、复合板带、复合母线及复合型材中的应用。


背景技术：

2.单一金属材料具有特定的物理与化学特性，通过物理与化学方法可以改善金属材料性能，但不能改变材料的基础属性。通常情况下，不同金属及其合金材料具有不同的物理与化学特性，如机械强度，延展特性，热膨胀系数，塑性与弹性形变，耐腐蚀与抗磨损性，热导与电导，比重与比热，电磁性能等。多元金属复合材料具有各组元金属基材的属性，并有互补与优化的特性，是一种新型金属材料。
3.多元金属的等温态复合是压延与温度共同作用下的塑性形变过程，在形变与温度场作用下，界面原子相互扩散形成具有金属键结构的扩散过渡层，二元金属界面区域发生了物理与化学变化，形成多元金属复合新型材料。
4.金属基复合通常采用固-液相或固-固相结合法。固-固相结合法制备金属复合材料通常采用热轧压接法，拉拔结合法，爆炸焊接法，水平连铸法与静液挤压法。等温态复合是近年来新开发的一种连续制备多元金属及其合金复合材料的工艺技术，其特征是精确控制组元金属的温度、速度、压力与变形量，使金属基芯材、金属基夹层、金属基包覆层与压延成型装置形成等温态，具有短流程、大变形率和高效率连续制备金属复合材料的特征。多元金属的等温态复合的特点是对界面金属化合物组态，对晶粒大小和晶界分布的控制，制备高质量的多元金属复合材料。


技术实现要素：

5.本实用新型为多元金属及其合金的等温态复合提供了一种结构简单，系统稳定，全面提升复合质量与生产效率的成型机构。
6.本实用新型涉及多元金属及其合金的等温态复合连续制备工艺，是为短流程连续生产线配套的一种成型机构，用于制备具有金属基芯层、金属基夹层、金属基包覆层多层结构的全包覆多元金属复合管、复合杆棒、复合板带、复合母线与复合型材产品。
7.本实用新型的技术方案如下：
8.应用于多元金属及其合金的等温态复合椭圆成型机构是由一对上椭圆辊(1)，下椭圆辊(2)与可调节牌坊(3)组成。上、下椭圆辊装配在可调节牌坊上，以生产系统中心轴线(4)为基准标高，上下对称水平放置。数个椭圆成型机构联动形成多级系统。每对上、下椭圆辊压延包覆层金属基材并限位夹层金属基材与芯层金属基材，使其沿生产系统中心轴线左右对称居中。每对上下椭圆辊的间距与短轴轴长沿复合工件(5)行进方向递减，直至最后一对椭圆辊消除了包覆层金属基材(6)，夹层金属基材(7)与芯层金属基材(8)沿上下椭圆辊方向的间隙(9)。
9.以生产系统中心轴线定位椭圆成型机构的椭圆长轴中心，以使椭圆成型机构纠偏
复合工件的水平位移。
10.椭圆成型机构处于惰性气体氛围。
11.加热器首先加热椭圆成型机构，然后控温保温，使椭圆辊处于设定的温度区间。控温循环水(10)流经上椭圆辊轴心分流管(11)和下椭圆辊轴心分流管(12)，使椭圆成型机构温度恒定，椭圆辊与包覆层金属基材，包覆层金属基材与夹层金属基材，夹层金属基材与芯层金属基材相互热交换，达到热平衡，建立多元金属的等温态复合工况。
12.外部动力经过减速器匹配速比后，通过超越离合器和联轴器与每对上椭圆辊和下椭圆辊联接。非接触式红外测温装置连续检测复合金属的表面温度，接触式编码器装置连续检测复合成型速度，plc编程与控制系统输出温度与速度反馈量，控制椭圆成型机构的温度和复合工件的速度，建立制备全包覆多元金属复合管、复合杆棒、复合板带、复合母线与复合型材的等温态复合工况，实现对多元金属的等温态复合过程和对金属复合产品的质量管控。
13.多元金属的等温态复合的特点是连续生产线制备，对温度、速度与变形率的控制精度高，对多元金属界面扩散过渡区内金属化合物组态的控制，对晶粒大小和晶界分布的控制。
14.使用椭圆成型机构辅助制备多元金属复合材料的生产效率高，可以高效率连续制备高质量的金属基复合材料。
附图说明:
15.图1为本实用新型的应用于多元金属及其合金的等温态复合椭圆成型机构的一对上椭圆辊、下椭圆辊与可调节牌坊正视图。
16.图2为本实用新型的应用于多元金属及其合金的等温态复合多道次椭圆成型机构联动俯视图。
17.图3为本实用新型的应用于多元金属及其合金的等温态复合，椭圆成型机构作用于包覆层金属基、夹层金属基与芯层金属基的成型示意图。
具体实施方式：
18.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
19.实施例：应用于多元金属及其合金材料的等温态复合椭圆成型机构是由一对上椭圆辊、下椭圆辊，可调节牌坊组成。每对上、椭圆辊装配在可调节牌坊上，以生产系统中心轴线为基准标高，上下水平放置。
20.以生产系统中心轴线定位椭圆成型机构的椭圆长轴中心，用来定位包覆层金属基材，限位夹层金属基材与芯层金属基材，使其沿生产系统中心轴线居中，纠偏多元金属复合连续成型过程中复合工件的水平位移。
21.数个椭圆成型机构组合构成多级系统。每对上椭圆辊与下椭圆辊的间距与短轴轴长沿工件行进方向递减，直至最后一对椭圆辊完全消除了包覆层金属基材，夹层金属基材与芯层金属基材沿上下椭圆辊方向的间隙。
22.椭圆成型机构处于惰性气体保护氛围。
23.外部动力经过减速器匹配速度后，通过超越离合器和联轴器分别与上椭圆辊和下
椭圆辊联接。
24.多元金属及其合金材料的等温态复合工艺是：在惰性气体保护氛围中，连续生产线与多元金属复合基材达到热平衡，生产线前级系统将夹层金属基材连续包覆芯层金属基材，形成复合芯坯，再由包覆金属基材连续包覆复合芯坯，制备出多元金属复合包覆坯。复合包覆坯在大变形率的压延作用下完成了塑性形变，二元金属界面原子在温度场作用下相互扩散形成具有金属键结构的扩散过渡层，制备全包覆多元金属复合管、复合杆棒、复合板带、复合母线与复合型材产品。
25.椭圆成型机构用来定位包覆层金属基材并限位夹层金属基材与芯层金属基材，使其沿生产系统中心轴线居中。每对上椭圆辊和下椭圆辊的间距与椭圆短轴轴长沿工件行进方向递减，椭圆成型机构逐级压缩包覆层金属基材，夹层金属基材与芯层金属基材间的间隙，直至彻底消除这一间隙。
26.加热器对椭圆成型机构加热，使上椭圆辊和下椭圆辊处于设定温度区间。控温循环水流经上椭圆辊和下椭圆辊的轴心分流管，维持椭圆成型机构的温度恒定。上、下椭圆辊与包覆层金属基材，夹层金属基材与芯层金属基材进行热交换，达到热平衡，建立等温态复合工况。
27.非接触式红外测温装置连续检测复合金属表面温度，接触式编码器装置连续检测复合成型速度，plc编程与自动控制系统不断地输出温度与速度反馈量，调制椭圆成型机构的温度与复合工件的速度，建立制备全包覆多元金属复合管、复合杆棒、复合板带、复合母线与复合型材的等温态复合工况，实现对多元金属等温态复合过程和对金属复合产品的质量管控。对多元金属等温态复合过程和对金属复合产品的质量管控。
28.等温态法是在短流程连续自动化生产线基础上实现的一种对多元金属复合流程控制、环境控制、以及复合变量控制。多元金属及其合金材料的等温态复合连续制备全包覆复合管、复合杆棒、复合板带、复合母线及复合型材的生产效率高，对金属界面复合温度的控制精度高，制备的多元金属基复合材料具有结合强度高、层厚均匀、一致性好的特点。
29.上述实例仅为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟知此技术原理的人士能够充分了解本

技术实现要素：
并据以实施，不能以此限制本实用新型的保护范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体试验或生产的工况条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。本实用新型所述以及本实用新型所述的权利要求可用于许多其他用途，因此，本实用新型不局限于所述的领域和用途将适用于其他的领域和用途。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换、装饰或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.应用于多元金属的等温态复合椭圆成型机构，其特征是：椭圆成型机构是由一对上椭圆辊、下椭圆辊，可调节牌坊组成；(1)上、下椭圆辊装配在可调节牌坊上，并以生产系统中心轴线为基准标高，上下水平放置；(2)数个椭圆成型机构联动形成多级系统；(3)上、下椭圆辊压延包覆层基材并限位夹层基材与芯层基材，使其沿生产系统中心轴线左右对称居中；(4)每对上下椭圆辊的间距与椭圆短轴轴长沿复合工件行进方向递减，直至消除了芯层基材、夹层基材与包覆层基材在上下椭圆辊的间隙；(5)加热器加热椭圆成型机构，使椭圆辊处于设定的温度区间；(6)控温循环水流经上、下椭圆辊的轴心分流管，使椭圆成型机构温度恒定；(7)椭圆成型机构处于惰性气体氛围；(8)外部动力经减速器匹配速比并通过超越离合器和联轴器与每对上下椭圆辊联接；(9)椭圆成型机构与包覆层基材、夹层基材和芯层基材持续热交换，达到热平衡，建立多元金属的等温态复合工况。2.根据权利要求1所述的应用于多元金属的等温态复合椭圆成型机构，其特征是沿生产系统中心轴线定位椭圆辊的椭圆长轴中心，纠偏复合工件的水平位移。3.根据权利要求1所述的应用于多元金属的等温态复合椭圆成型机构，其特征是通过非接触式红外测温装置连续监测金属复合的表面温度，通过接触式编码器装置连续检测复合成型速度，plc编程与控制系统输出温度与速度反馈量，实现对多元金属的等温态复合过程的控制。

技术总结
本实用新型公开了一种应用于多元金属的等温态复合椭圆成型机构，用来制备全包覆复合管、复合杆棒、复合板带、复合母线与复合型材，包括一对上椭圆辊、下椭圆辊，可调节牌坊，加热器装置，循环水恒温装置，测温控温装置，动力装配与超越离合装置，测速编码器与PLC编程控制。上、下椭圆辊装配在可调节牌坊上，数个椭圆成型机构联动形成多级系统。椭圆成型机构处于惰性气体氛围，加热装置使椭圆成型机构处于设定温度区间，控温循环水流经上、下椭圆辊的轴心分流管使椭圆成型机构温度恒定。椭圆成型机构用来定位包覆层金属基材并限位夹层金属基材与芯层金属基材，使其居中。椭圆成型机构与包覆层金属基材，夹层金属基材和芯层金属基材持续热交换，建立多元金属的等温态复合工况。建立多元金属的等温态复合工况。建立多元金属的等温态复合工况。


技术研发人员：宋杰 杞小东 卢雨亭
受保护的技术使用者：艾洛益（杭州）材料科技有限公司
技术研发日：2020.07.05
技术公布日：2022/3/8