專利名稱：固體材料微納米化沖壓制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體材料晶粒細(xì)化領(lǐng)域，特別是一種通過沖壓固體材料發(fā)生塑性形變，從而使其晶粒微米化、納米化的裝置。
背景技術(shù)：
固體材料晶粒細(xì)化，具體來說，就是指使用特定的方法使固體材料的晶粒微米化、納米化，即微納米化，以獲得晶粒尺寸為微米級(jí)、納米級(jí)的細(xì)晶材料。目前在固體材料晶粒細(xì)化領(lǐng)域中，正在使用的方法有采用球磨或采用硬質(zhì)顆粒撞擊材料的表面使材料的晶粒細(xì)化，以獲得細(xì)晶材料。球磨方式只是適用于粉狀材料晶粒細(xì)化。硬質(zhì)顆粒撞擊材料的表面，通常使用離心機(jī)拋射或壓縮氣體噴射將硬質(zhì)顆粒高速射向材料表面，使材料表層的晶粒細(xì)化，但對(duì)材料的中間部位作用不大，材料截面上晶粒細(xì)化是不均勻的。

發(fā)明內(nèi)容
為了對(duì)上述的晶粒細(xì)化方法進(jìn)行改進(jìn)，本發(fā)明提供了一種通過凸起的鋼球或其它形狀的凹凸模沖壓固體材料使之在整個(gè)厚度上發(fā)生塑性形變，經(jīng)反復(fù)沖壓使材料的晶粒不斷細(xì)化，以獲得微米級(jí)、納米級(jí)細(xì)晶材料的方法。
本發(fā)明的固體材料微納米化沖壓制備裝置，包括沖壓頭(1)、上模(2)、下模(5)、下模座(6)，所述的沖壓頭可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上模位于沖壓頭的下方，下模位于下模座上，上模與下模相對(duì)應(yīng)，固體材料(4)置于上模與下模之間。
所述的上模和下模相對(duì)應(yīng)的表面裝有鋼球(3)；另外一種方式為，在上模及下模相對(duì)應(yīng)的表面制成不同尺寸的凹凸形狀(10、11)。所述的鋼球的直徑是相同的或者是不同的，鋼球是固定的或者是可以活動(dòng)的，鋼球數(shù)量是可以變化的。鋼球與上?；蛘呦履５慕佑|方式有四種第一種方式為鋼球直接放置于上模或下模相對(duì)應(yīng)的表面；第二種方式為鋼球與上模或下模的表面之間墊有一層彈性材料(7)；第三種方式為上模或下模設(shè)有磁鐵(8)，鋼球通過磁性吸附在模的表面；第四種方式為鋼球之間的間隙充滿填充物(9)，填充物與模的表面接觸。
所述的上模、下模及固體材料相互間可以相對(duì)位移。所述的沖壓頭、上模、下模、下模座的安裝方式是垂直的，或者是水平的，或者是呈一定角度的。
本發(fā)明的沖壓制備裝置，沖壓力將凸起的鋼球或其它形狀的凹凸模壓入固體材料的表面達(dá)到一定深度，材料晶格發(fā)生高密度位錯(cuò)，晶粒得以細(xì)化，在整個(gè)材料的截面上獲得較均勻的微米級(jí)、納米級(jí)細(xì)晶。通過置換不同尺寸的鋼球或更換帶有不同形狀、尺寸的凹凸表面的上下模，可得到不同形態(tài)的細(xì)晶材料。
本發(fā)明的沖壓制備裝置與球磨或采用硬質(zhì)顆粒撞擊材料表面的裝置相比，具有可制造較大尺寸的微米級(jí)、納米級(jí)細(xì)晶材料，材料內(nèi)部的晶粒尺寸較均勻，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的沖壓制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的鋼球沖入固體材料達(dá)一定深度的示意圖。
圖3是本發(fā)明的固體材料與上模、下模之間相對(duì)位移的示意圖。
圖4是本發(fā)明的鋼球與下模之間墊有一層彈性材料(7)的示意圖。
圖5是本發(fā)明在上模設(shè)有磁鐵(8)的示意圖。
圖6是本發(fā)明在鋼球之間的間隙充滿填充物(9)的示意圖。
圖7是本發(fā)明在上模或下模的表面制成球面凸點(diǎn)形狀(10)的示意圖。
圖8是本發(fā)明在上?；蛳履５谋砻嬷瞥善渌纪剐螤?11)的示意圖。
圖中標(biāo)記1-沖壓頭 2-上模 3-鋼球 4-固體材料 5-下模6-下模座 7-彈性材料 8-磁鐵 9-填充物 10-表面為球面凸點(diǎn)形狀的上?；蛳履? 11-表面為其它特定凹凸形狀的上模或下模具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明圖1所示本發(fā)明的沖壓制備裝置的沖壓頭(1)帶動(dòng)鋼球(3)沿箭頭方向向下沖壓固體材料(4)。圖中鋼球(3)貼在上模(2)的下表面，上模固定在沖壓頭(1)的下方，固體材料(4)放置于下模(5)的上表面的鋼球上，下模固定在下模座(6)上。
圖2所示本發(fā)明的沖壓頭(1)帶動(dòng)鋼球(3)沖入固體材料(4)達(dá)一定深度。圖中鋼球在被沖壓的固體材料的截面上留下較深壓痕，固體材料在整個(gè)厚度上發(fā)生了塑性形變。
圖3所示本發(fā)明的固體材料沿箭頭方向與上模、下模之間發(fā)生相對(duì)位移。圖中帶有壓痕的被沖壓的固體材料在鋼球(3)之間發(fā)生相對(duì)位移。
圖4所示在鋼球與下模的表面之間墊有一層彈性材料(7)。
圖5所示在上模設(shè)有磁鐵(8)，鋼球由磁性吸附在模的表面。
圖6所示在鋼球之間的間隙充滿填充物(9)，填充物與模的表面接觸。
圖7所示在上模的下表面或下模的上表面制成一定數(shù)量的球面凸點(diǎn)形狀(10)。
圖8所示在上模的下表面或下模的上表面按一定方式制成凹凸形狀(11)。
權(quán)利要求
1.一種固體材料微納米化的沖壓制備裝置，包括沖壓頭(1)、上模(2)、下模(5)、下模座(6)，其特征在于所述的沖壓頭可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上模位于沖壓頭的下方，下模位于下模座上，上模與下模相對(duì)應(yīng)，固體材料(4)置于上模與下模之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓制備裝置，其特征在于所述的上模(2)和下模(5)相對(duì)應(yīng)的表面上裝有鋼球(3)；另外一種方式為，在上模及下模相對(duì)應(yīng)的表面制成不同尺寸的凹凸形狀(10、11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沖壓制備裝置，其特征在于所述的鋼球(3)的直徑是相同的或者是不同的，鋼球是固定的或者是可以活動(dòng)的，鋼球數(shù)量是可以變化的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沖壓制備裝置，其特征在于所述的鋼球與上?；蛘呦履５慕佑|方式有四種第一種方式為鋼球直接放置于上模和下模相對(duì)應(yīng)的表面；第二種方式為鋼球與上?；蛳履５谋砻嬷g墊有一層彈性材料(7)；第三種方式為上?；蛳履ＴO(shè)有磁鐵(8)，鋼球通過磁性吸附在模的表面；第四種方式為鋼球之間的間隙充滿填充物(9)，填充物與模的表面接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓制備裝置，其特征在于所述的上模(2)、下模(5)及固體材料(4)相互間可以相對(duì)位移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓制備裝置，其特征在于所述的沖壓頭(1)、上模(2)、下模(5)、下模座(6)的安裝方式是垂直的，或者是水平的，或者是呈一定角度的。
全文摘要
本發(fā)明涉及固體材料晶粒細(xì)化領(lǐng)域，特別是一種通過沖壓固體材料發(fā)生塑性形變，從而使晶粒微米化、納米化的裝置。該裝置包括可上下運(yùn)動(dòng)的沖壓頭(1)、上模(2)、鋼球(3)、下模(5)、下模座(6)，上模安裝在沖壓頭下方，下模固定在下模座上，上模與下模相對(duì)應(yīng)的表面安裝有鋼球。沖壓頭向下運(yùn)動(dòng)的沖壓力將鋼球壓入固體材料(4)的表面達(dá)到一定深度，使之產(chǎn)生塑性形變，使晶粒細(xì)化。經(jīng)過反復(fù)沖壓即可得到微米級(jí)、納米級(jí)細(xì)晶材料。本發(fā)明通過置換不同尺寸的鋼球或更換帶有不同形狀、尺寸的凹凸表面的上下模，可得到不同形態(tài)的細(xì)晶材料。
文檔編號(hào)B21D37/00GK1733381SQ20041005100
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2004年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月9日
發(fā)明者劉義軍, 楊天寶 申請(qǐng)人:劉義軍, 楊天寶