CN104128588B - 一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置，包括下垫块，钢套连接在下垫块的中心孔内，挤压塞杆和钢套配合，下垫块上方固连有中间块，中间块上方是动模，动模的下部凹进部分连接有电磁胀形装置，电磁胀形装置能够伸入中间块的内孔；使用时，将准备好的半固态坯料及轴瓦钢背分别放入已预热的型腔，然后合模，进行挤压充型并保压，随后利用电磁胀形装置产生的电磁力对充型件进行高胀形使其与轴瓦钢背紧密结合，最后开模取件，本发明利用电磁胀形装置能够在很短的时间内提供很高的压力的特点完成了对复合轴瓦充型件与轴瓦钢背的电磁成形连接，具有工艺过程简单、高效，成本低等特点。

Description

一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置
技术领域
本发明属于金属半固态成形技术领域，尤其涉及一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置。
背景技术
所谓半固态成形，就是将金属加热到固相线和液相线之间的温度，保温一定时间，以获得球形或者近球形的晶粒，然后再对其进行压铸、挤压或模锻成形，是一种介于铸造和锻压之间的成形方法。球形或者近球形的半固态浆料，具有流动性好、成形力低及成形后的零件性能好等优点，因此该工艺受到越来越多的重视。
电磁成形是一种利用洛仑磁力使金属材料成形的快速制造技术，属于高速率成形，它具有工装简单、工艺过程无需润滑、非接触、单模、成型快及产品精度高等优点，是替代传统加工技术的新兴技术之一。
轴瓦作为汽车发动机的重要零件之一,其性能的优劣直接影响着发动机的速度、承载能力、工作可靠性和使用寿命。现阶段汽车发动机轴瓦主要采用的铜基和铝基合金两类轴瓦材料中，铝基轴瓦材料因导热、耐腐蚀等性能优越而被广泛使用，但其强度偏低，针对该不足，目前采用较多的办法是：用一定的方法把铝基合金复合在钢质底板上形成钢背铝基双金属复合板，以弥补铝基合金强度和硬度不足的缺点，然后，将该钢背铝基双金属复合板卷焊成圆筒，再进行轴瓦的机加工成形。该方法可以很好的弥补铝基合金强度和硬度不足的缺点，但仍然存在铝基合金耐磨性差、复合板的界面结合强度不易控制、钢板卷焊成筒后的焊接强度不高、后续机加工困难以及整个轴瓦制造工艺复杂、成本高等缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置，可将制备好的半固态坯料通过半固态连铸与电磁成形连接工艺制备出综合性能优良的复合轴瓦。
为了达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置，包括下垫块3，钢套2连接在下垫块3的中心孔内，挤压塞杆1和钢套2配合，下垫块3上方固连有中间块4，中间块4上方为动模5，动模5的下部凹进部分连接有电磁胀形装置6，电磁胀形装置6能够伸入中间块4的内孔；
所述电磁胀形装置6包括与动模5固连在一起的型芯61，型芯61外侧是铁芯62，铁芯62外侧是绝热绝缘材料64，绝热绝缘材料64内部设有紫铜螺线管63，绝热绝缘材料64外侧是紫铜集磁器65，紫铜集磁器65外侧是不锈钢套筒66。
一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置，其成形方法为：将准备好的半固态坯料8放入已预热的挤压塞杆1和钢套2组成的型腔内，在中间块4内侧放入轴瓦钢背71，使轴瓦钢背71的外壁与中间块4的内孔相切，并下降动模5进行合模；随后推动挤压塞杆1完成轴瓦材料的半固态挤压充型；充型完成后进行保压，同时开启电磁胀形装置6，利用其产生的电磁力对轴瓦充型件7进行高压胀形，则在电磁力作用下轴瓦充型件7与轴瓦钢背71结合紧密在一起形成复合轴瓦成形件72；随后，上升动模5进行分模，并通过再次上升挤压塞杆1将成形的复合轴瓦成形件72顶出。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
本发明在半固态挤压充型的基础上，充分利用电磁胀形装置能够在很短的时间内提供很高的压力的特点完成了对复合轴瓦充型件与轴瓦钢背的紧密结合，利用本发明能够制备出综合性能优良的复合轴瓦，具有工艺过程简单、合理，成本低，效率高的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中电磁胀形装置的局部放大剖视图。
图3是图1中电磁胀形装置的工作原理示意图。
图4是本发明轴瓦充型件的示意图。
图5是本发明轴瓦钢背的示意图。
图6是本发明复合轴瓦成形件的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参照图1，一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置，包括下垫块3，钢套2连接在下垫块3的中心孔内，挤压塞杆1和钢套2配合，下垫块3上方固连有中间块4，中间块4上方为动模5，动模5的下部凹进部分连接有电磁胀形装置6，电磁胀形装置6能够伸入中间块4的内孔；
参照图1及图2，所述电磁胀形装置6包括与动模5固连在一起的型芯61，型芯61外侧是铁芯62，铁芯62外侧是绝热绝缘材料64，绝热绝缘材料64内部设有紫铜螺线管63，绝热绝缘材料64外侧是紫铜集磁器65，紫铜集磁器65外侧是不锈钢套筒66。
参照图1及图2，一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置，其成形方法为：将准备好的半固态坯料8放入已预热的挤压塞杆1和钢套2组成的型腔内，在中间块4内侧放入轴瓦钢背71，使轴瓦钢背71的外壁与中间块4的内孔相切，并下降动模5进行合模；随后推动挤压塞杆1完成轴瓦材料的半固态挤压充型；充型完成后进行保压，同时开启电磁胀形装置6，利用其产生的电磁力对轴瓦充型件7进行高压胀形，则在电磁力作用下轴瓦充型件7与轴瓦钢背71结合紧密在一起形成复合轴瓦成形件72；随后，上升动模5进行分模，并通过再次上升挤压塞杆1将成形的复合轴瓦成形件72顶出。
参照图3、图4、图5和图6，利用电磁胀形装置6将轴瓦充型件7与轴瓦钢背71结合紧密在一起形成复合轴瓦成形件72的工作原理为：
给紫铜螺线管63提供强脉冲电流67，则由紫铜螺线管63和铁芯62组成的电磁铁上将产生均匀的强脉冲磁场，同时在紫铜集磁器65上感应出由内壁流向外壁的感应电流68，感应电流68和紫铜螺线管63上的强脉冲电流67产生的磁场线性叠加，该磁场直接穿过不锈钢套筒66作用在轴瓦充型件7上产生强感应电流69，则轴瓦充型件7在洛伦兹力作用下，将产生径向向外的胀力促使轴瓦充型件7与轴瓦钢背71紧密结合在一起形成复合轴瓦成形件72，从而完成轴瓦充型件7与轴瓦钢背71的电磁成形连接。

Claims (2)

1.一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置，包括下垫块(3)，其特征在于：钢套(2)连接在下垫块(3)的中心孔内，挤压塞杆(1)和钢套(2)配合，下垫块(3)上方固连有中间块(4)，中间块(4)上方为动模(5)，动模(5)的下部凹进部分连接有电磁胀形装置(6)，电磁胀形装置(6)能够伸入中间块(4)的内孔；
所述电磁胀形装置(6)包括与动模(5)固连在一起的型芯(61)，型芯(61)外侧是铁芯(62)，铁芯(62)外侧是绝热绝缘材料(64)，绝热绝缘材料(64)内部设有紫铜螺线管(63)，绝热绝缘材料(64)外侧是紫铜集磁器(65)，紫铜集磁器(65)外侧是不锈钢套筒(66)。
2.根据权利要求1所述的一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置，其特征在于，其成形方法为：将准备好的半固态坯料(8)放入已预热的挤压塞杆(1)和钢套(2)组成的型腔内，在中间块(4)内侧放入轴瓦钢背(71)，使轴瓦钢背(71)的外壁与中间块(4)的内孔相切，并下降动模(5)进行合模；随后推动挤压塞杆(1)完成轴瓦材料的半固态挤压充型；充型完成后进行保压，同时开启电磁胀形装置(6)，利用其产生的电磁力对轴瓦充型件(7)进行高压胀形，则在电磁力作用下轴瓦充型件(7)与轴瓦钢背(71)结合紧密在一起形成复合轴瓦成形件(72)；随后，上升动模(5)进行分模，并通过再次上升挤压塞杆(1)将成形的复合轴瓦成形件(72)顶出。
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