CN113680994A - 用于制备层级梯度泡沫铝的模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于制备层级梯度泡沫铝的模具，包括钢制模体，所述钢制模体上设有成型槽与电感加热线圈，所述电感加热线圈环绕在钢制模体外部，电感加热线圈在钢制模体左右两个部分不相连且单独工作，钢制模体左右两个部分之间有电动控制的陶瓷纤维挡板，可以电动控制陶瓷纤维挡板的开启与关闭。左边钢制模体用于成型低密度泡沫铝板，右边钢制模体用于成型高密度泡沫铝板，左右两边钢制模体中不同密度的泡沫铝板经合并挤压成型层级梯度泡沫铝板。该模具可以控制模体温度，加热效率快，易于形成密度梯度不同的泡沫铝板。

Description

用于制备层级梯度泡沫铝的模具

技术领域

本发明涉及泡沫铝生产设备技术领域，尤其涉及一种用于制备层级梯度泡沫铝的模具。

背景技术

泡沫铝是一种高孔隙率的多功能材料，具有轻质、高强韧、耐撞性、高比强度、高比刚度、阻燃隔热、减振降噪、耐腐蚀和电磁屏蔽多功能复合特性，在电子、通讯、冶金、化工、建筑、交通运输和航空航天等领域得到了广泛的应用。

梯度泡沫铝是指泡沫铝的某一尺寸方向上密度、孔径以及成分连续变化的泡沫铝结构，它克服了传统匀质泡沫铝材料的不足，可以用低孔隙率区作为承载，高孔隙率区实现功能特性。

目前，梯度泡沫铝的制备方法都存在不足之处，渗流铸造法和占位体烧结法制备过程中需采用压力机来制备坯料，所制备的梯度泡沫铝外形尺寸受限于压机的吨位、台面尺寸且还要专门配备与之相适应的水溶解容器，操作复杂，模具繁多，成本较高。搅拌摩擦加工法过程中需大量的使用搅拌摩擦过程，这包括发泡剂分散以及不同特征坯料之间的连接，且需要高温装置处理，存在加工效率低、成本高的问题，化学铣削法过程中使用酸、碱等溶液，且需要特殊的装置来完成，因此其环境友好性差，成本较高。

发明内容

本发明实施例提供一种用于制备层级梯度泡沫铝的模具，制备可精确控制的不同层级梯度的泡沫铝板；该发明可以控制模体温度，加热效率快，易于快速形成不同层级梯度的泡沫铝板，具有高效、低成本、高性能的优点。

本发明一方面，提供一种用于制备层级梯度泡沫铝的模具，包括：钢制模体、第一电感线圈和第二电感线圈，所述钢制模体呈规则凸起状的多面体，包括第一端面、第二端面、第三端面、第四端面、第五端面、第六端面、第七端面、第八端面和第一底面，所述第一端面与所述第二端面、第三端面、第四端面、第五端面、第六端面、第七端面和第八端面等高，所述第一端面与所述第三端面和第四端面位于所述钢制模体的凸起处，所述第一端面的最短宽度与所述第五端面的宽度、所述第六端面的宽度之和与所述第二端面的宽度相同，所述第七端面的宽度与所述第八端面的宽度相同，所述第三端面与所述第四端面的宽度相同，所述第一底面的最长宽度与所述第三端面长度和所述第七端面的长度之和相同。

沿所述钢制模体的外表面设有防护面，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈分别位于所述钢制模体第一底面与所述防护面的夹层间，所述钢制模体第一端面与所述第二端面之间设有与所述第一端面最短宽度等宽、与所述第一端面等高且与所述第一底面最宽长度等长的挡板，所述挡板与所述第三端面和所述第四端面。

所述第五端面或所述第六端面设置有档门，所述档门沿所述第五端面或所述第六端面的内表面平行移动，所述档门的宽度大于或等于所述第一端面的最短宽度。

所述第一电感线圈和所述第二电感线圈用于加热不同密度的泡沫铝板。

根据本发明的一个实施例，所述挡板电动受控，所述挡板沿与所述第三端面和所述第四端面的固定轴，垂直与所述第一底面方向向上移动。

根据本发明的一个实施例，所述挡板的材质为陶瓷纤维。

根据本发明的一个实施例，所述档门电动受控或人工受控。

根据本发明的一个实施例，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈受控于不同的加热控制设备控制其温度。

本发明达到的有益效果：由于第一电感线圈、第二电感线圈受控于不同的加热控制设备控制其温度，通过加热第一电感线圈或者第二电感线圈，进而有效且高效的控制待制备的不同密度泡沫铝的温度；同时由于采用陶瓷纤维材质的挡板使得不同密度的泡沫铝的加热温度达到了更加精准的控制；采用档门可以有效且快速的将不同层级梯度的泡沫铝板制备完成，保证不同层级梯度的泡沫铝板制备工艺更加完整；同时加热效率快，易于快速形成不同层级梯度的泡沫铝板，且投入成本低，具有很高的实用价值。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明实施例公开的用于制备层级梯度泡沫铝的模具剖面图；

图2为本发明实施例公开的用于制备层级梯度泡沫铝的模具俯视图；

图3为本发明实施例公开的用于制备层级梯度泡沫铝的模具的挡板向上移动工位示意图；

图4为本发明实施例公开的用于制备层级梯度泡沫铝的模具的档门移动至第一端面前端的工位示意图；

图5为本发明实施例公开的用于制备层级梯度泡沫铝的模具的侧试图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明一方面，提供一种用于制备层级梯度泡沫铝的模具，如图1所示，包括：钢制模体1、第一电感线圈2和第二电感线圈3，所述钢制模体1呈规则凸起状的多面体，如图2所示，包括第一端面11、第二端面12、第三端面13、第四端面14、第五端面15、第六端面16、第七端面17、第八端面18和第一底面19，所述第一端面11与所述第二端面、第三端面13、第四端面14、第五端面15、第六端面16、第七端面17和第八端面18等高，所述第一端面11与所述第三端面13和第四端面14位于所述钢制模体1的凸起处，所述第一端面11的最短宽度与所述第五端面15的宽度、所述第六端面16的宽度之和与所述第二端面的宽度相同，所述第七端面17的宽度与所述第八端面18的宽度相同，所述第三端面13与所述第四端面14的宽度相同，所述第一底面19的最长宽度与所述第三端面13长度和所述第七端面17的长度之和相同。

沿所述钢制模体1的外表面设有防护面，所述第一电感线圈2和所述第二电感线圈3分别位于第一底面19与所述防护面的夹层间，所述钢制模体1第一端面11与所述第二端面之间设有与所述第一端面11最短宽度等宽、与所述第一端面11等高且与所述第一底面19最宽长度等长的挡板5，所述挡板5与所述第三端面13和所述第四端面14。

所述第五端面15或所述第六端面16设置有档门6，所述档门6沿所述第五端面15或所述第六端面16的内表面平行移动，所述档门6的宽度大于或等于所述第一端面11的最短宽度。

所述第一电感线圈2和所述第二电感线圈3用于加热不同密度的泡沫铝板。第一电感线圈2和所述第二电感线圈3不连接，二者可独立工作。第一电感线圈2和所述第二电感线圈3受控于不同的加热控制设备控制其温度，可分别加热或保温在不同的温度。

挡板5电动受控，所述挡板5沿与所述第三端面13和所述第四端面14的固定轴，垂直与所述第一底面19方向向上移动。挡板5的材质为陶瓷纤维。不同密度的泡沫铝板分别放入位于所述第一电感线圈2上的第一底面19与所述挡板5、第五端面15、第七端面17和第二端面形成的第一槽体内，以及位于第二电感线圈3上的第一底面19与所述挡板5、第六端面16、第八端面18和第二端面形成的第二槽体内。

第一槽体或第二槽体与档门6所接触的部分有凹槽，凹槽下安装有微型导轨，方便档门6在第五端面15或第六端面16之间水平移动。

一定时间后，可通过预先设定好的时间，或者加热第一电感线圈2或者第二电感线圈3的温度，电控控制所述挡板5向上移动，电控控制档门6水平移动至第一端面11前端。

具体操作步骤为：首先，泡沫铝制备快速成型模具的第一加热电感圈2环绕的第一槽体接收低密度梯度的泡沫铝溶液，其出口温度为500℃，之后进行降温保温处理，使其保持在半固态；其次，泡沫铝制备快速成型模具的第二加热电感圈3环绕的第二槽体接收高密度梯度的泡沫铝溶液，其出口温度为500℃；最后，如图3所示，通过电动控制方式打开陶瓷纤维挡板55，然后迅速电动控制关闭档门66，如图4所示，对第一槽体、第二槽体内的不同密度的泡沫铝溶液进行降温与加压处理。图5为本发明实施例公开的用于制备层级梯度泡沫铝的模具的侧试图。

其中温度处理方式为降温至凝固温度，此时高密度梯度的泡沫铝溶液与低密度梯度的泡沫铝半固态连接在一起，即形成两个不同密度梯度的泡沫铝板，其中泡沫铝板的具体密度可精确控制，其具体密度取决于第一槽体、第二槽体内接收的泡沫铝发泡密度，具体温度可根据实际接收的泡沫铝溶液进行调整。上述温度仅为本发明的举例温度。

本发明达到的有益效果为：由于第一电感线圈2、第二电感线圈3受控于不同的加热控制设备控制其温度，通过加热第一电感线圈2或者第二电感线圈，3进而有效且高效的控制待制备的不同密度泡沫铝的温度；同时由于采用陶瓷纤维材质的挡板5使得不同密度的泡沫铝的加热温度达到了更加精准的控制；采用档门可以有效且快速的将不同层级梯度的泡沫铝板制备完成，保证不同层级梯度的泡沫铝板制备工艺更加完整；同时加热效率快，易于快速形成不同层级梯度的泡沫铝板，且投入成本低，具有很高的实用价值。

显然，上述具体实施案例仅仅是为了说明本方法应用所作的举例，而非对实施方式的限定，对于该领域的一般技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动，用以研究其他相关问题。因此，本发明的保护范围都应以权利要求的保护范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (8)

1.用于制备层级梯度泡沫铝的模具，其特征在于，所述模具包括：钢制模体(1)、第一电感线圈(2)和第二电感线圈(3)，所述钢制模体(1)呈规则凸起状的多面体，包括第一端面(11)、第二端面(12)、第三端面(13)、第四端面(14)、第五端面(15)、第六端面(16)、第七端面(17)、第八端面(18)和第一底面(19)，所述第一端面(11)与所述第二端面(12)、第三端面(13)、第四端面(14)、第五端面(15)、第六端面(16)、第七端面(17)和第八端面(18)等高，所述第一端面(11)与所述第三端面(13)和第四端面(14)位于所述钢制模体(1)的凸起处，所述第一端面(11)的最短宽度与所述第五端面(15)的宽度、所述第六端面(16)的宽度之和与所述第二端面(12)的宽度相同，所述第七端面(17)的宽度与所述第八端面(18)的宽度相同，所述第三端面(13)与所述第四端面(14)的宽度相同，所述第一底面(19)的最长宽度与所述第三端面(13)长度和所述第七端面(17)的长度之和相同；

沿所述钢制模体(1)的外表面设有防护面(4)，所述第一电感线圈(2)和所述第二电感线圈(3)分别位于所述钢制模体(1)第一底面(19)与所述防护面(4)的夹层间，所述钢制模体(1)第一端面(11)与所述第二端面(12)之间设有与所述第一端面(11)最短宽度等宽、与所述第一端面(11)等高且与所述第一底面(19)最宽长度等长的挡板(5)；

所述第五端面(15)或所述第六端面(16)上设置有档门(6)，所述档门(6)沿所述第五端面(15)或所述第六端面(16)的内表面平行移动。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述挡板(5)电动受控，所述挡板(5)沿与所述第三端面(13)和所述第四端面(14)的固定轴，垂直与所述第一底面(19)方向向上移动。

3.根据权利要求2所述的模具，其特征在于：所述挡板(5)的材质为陶瓷纤维。

4.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述档门(6)电动受控或人工受控。

5.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述第一电感线圈(2)和所述第二电感线圈(3)受控于不同的加热控制设备控制其温度。

6.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述第一电感线圈(2)和所述第二电感线圈(3)用于加热不同密度的泡沫铝板。

7.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述档门(6)的宽度大于或等于所述第一端面(11)的最短宽度。

8.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述挡板(5)与所述第三端面(13)和所述第四端面(14)铰接。

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