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耐磨材料成型设备

阅读：945发布：2020-05-11

专利汇可以提供耐磨材料成型设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种耐磨材料成型设备，涉及耐磨材料技术领域，包括振动台、筒体、底板、上固定板以及下固定板；筒体设置于振动台上；筒体的上部沿周向设有若干个气嘴；底板设置于筒体的底部且与筒体可拆卸连接；上固定板设置于筒体的顶部；下固定板与底板固接。本实用新型提供的耐磨材料成型设备，筒体的上下两端分别设置上固定板和下固定板对碳纤维的上下两端进行固定，通过注料器向筒体内注射浆料的形式以实现耐磨材料坯体的成型，气嘴的设置有助于提高浆料落入筒体内的速度，振动台的振动作用便于保证浆料分布的均匀平整且使浆料中的磷片石墨趋于水平分布，提高浆料与碳纤维结合的牢固度，保证密实的成型效果。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是耐磨材料成型设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.耐磨材料成型设备，其特征在于，包括：
振动台(100)，沿所述振动台(100)的轴向振动；
筒体(200)，沿轴向贯通且设置于所述振动台(100)上，所述筒体(200)上设有注料器(410)；所述筒体(200)的上部沿周向设有若干个贯穿所述筒体(200)侧壁设置的气嘴(430)，所述气嘴(430)的开口向所述筒体(200)的下方中心处倾斜；
底板(300)，设置于所述筒体(200)的底部且与所述筒体(200)可拆卸连接；
上固定板(510)，设置于所述筒体(200)的顶部且用于固定碳纤维(800)的上端；以及下固定板(520)，与所述底板(300)固接且用于固定碳纤维(800)的下端。
2.如权利要求1所述的耐磨材料成型设备，其特征在于，所述筒体(200)包括上筒体(210)以及位于所述上筒体(210)下部且与所述上筒体(210)可拆卸连接的下筒体(220)，所述下筒体(220)的内壁上还设有柔性套(230)，所述柔性套(230)的上端位于所述上筒体(210)与所述下筒体(220)之间，所述柔性套(230)的下端位于所述下筒体(220)与所述底板(300)之间。
3.如权利要求2所述的耐磨材料成型设备，其特征在于，所述上筒体(210)的外壁上还设有用于向上拉紧所述上固定板(510)的拉紧组件(600)，所述拉紧组件(600)包括设置于所述上筒体(210)外壁上的基座(610)以及下端与所述基座(610)相连的弹性元件(620)，所述弹性元件(620)的上端与所述上固定板(510)抵接。
4.如权利要求2所述的耐磨材料成型设备，其特征在于，所述下筒体(220)的外周还套设有加热筒(240)。
5.如权利要求2所述的耐磨材料成型设备，其特征在于，所述上筒体(210)的下端外周设有第一法兰(211)，所述下筒体(220)的上端外周设有用于与所述第一法兰(211)相连的第二法兰(221)，所述柔性套(230)的上端位于所述第一法兰(211)和所述第二法兰(221)之间。
6.如权利要求2所述的耐磨材料成型设备，其特征在于，所述上固定板(510)位于所述上筒体(210)内，且所述上固定板(510)的外壁上设有至少两个沿径向向外延伸的延伸板(511)，所述上筒体(210)的外壁上设有至少两个分别与所述延伸板(511)相对应且用于容纳所述延伸板(511)的容纳孔(420)，所述容纳孔(420)的高度大于所述延伸板(511)的厚度。
7.如权利要求6所述的耐磨材料成型设备，其特征在于，所述上固定板(510)和所述下固定板(520)均为ABS材质构件。
8.如权利要求1-7任一项所述的耐磨材料成型设备，其特征在于，所述底板(300)上设有用于容纳所述下固定板(520)的安装槽，所述底板(300)与所述下固定板(520)通过螺栓相连。
9.如权利要求2所述的耐磨材料成型设备，其特征在于，所述注料器(410)包括主轴垂直于所述上筒体(210)的主轴设置的注料筒(411)以及与所述注料筒(411)滑动配合的推杆(412)，所述注料筒(411)上方设有开口向上的进料斗(413)，所述进料斗(413)位于靠近所述上筒体(210)的一侧。
10.如权利要求9所述的耐磨材料成型设备，其特征在于，所述注料筒(411)与所述上筒体(210)相连的一端设有锥形收口。

说明书全文

耐磨材料成型设备

技术领域

[0001] 本实用新型属于耐磨材料技术领域，更具体地说，是涉及一种耐磨材料成型设备。

背景技术

[0002] 利用铜和石墨制作的复合材料由于具有良好的导电、导热、耐磨、高强度及抗电弧侵蚀性能而广泛应用于发电机的电刷、电器开关的触头、电焊电极、刹车片材料以及轨道交通中的摩擦集电材料等，该材料是滑动电接触部件的主要耐磨材料。然而，由于石墨与铜的结合力较低，所以采用传统的技术制备出来的复合材料普遍存在力学性能差、孔隙率高、以及耐磨性差等缺点，难以达到良好的耐磨效果。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种耐磨材料成型设备，以解决现有技术中存在的现有耐磨材料力学性能差且耐磨性能不足的技术问题。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种耐磨材料成型设备，包括振动台、筒体、底板、上固定板以及下固定板；振动台沿振动台的轴向振动；筒体沿轴向贯通且设置于振动台上，筒体上设有注料器；筒体的上部沿周向设有若干个贯穿筒体侧壁设置的气嘴，气嘴的开口向筒体的下方中心处倾斜；底板设置于筒体的底部且与筒体可拆卸连接；上固定板设置于筒体的顶部且用于固定碳纤维的上端；下固定板与底板固接且用于固定碳纤维的下端。

[0005] 作为进一步的优化，筒体包括上筒体以及位于上筒体下部且与上筒体可拆卸连接的下筒体，下筒体的内壁上还设有柔性套，柔性套的上端位于上筒体与下筒体之间，柔性套的下端位于下筒体与底板之间。

[0006] 作为进一步的优化，上筒体的外壁上还设有用于向上拉紧上固定板的拉紧组件，拉紧组件包括设置于上筒体外壁上的基座以及下端与基座相连的弹性元件，弹性元件的上端与上固定板抵接。

[0007] 作为进一步的优化，下筒体的外周还套设有加热筒。

[0008] 作为进一步的优化，上筒体的下端外周设有第一法兰，下筒体的上端外周设有用于与第一法兰相连的第二法兰，柔性套的上端位于第一法兰和第二法兰之间。

[0009] 作为进一步的优化，上固定板位于上筒体内，且上固定板的外壁上设有至少两个沿径向向外延伸的延伸板，上筒体的外壁上设有至少两个分别与延伸板相对应且用于容纳延伸板的容纳孔，容纳孔的高度大于延伸板的厚度。

[0010] 作为进一步的优化，上固定板和下固定板均为ABS材质构件。

[0011] 作为进一步的优化，底板上设有用于容纳下固定板的安装槽，底板与下固定板通过螺栓相连。

[0012] 作为进一步的优化，注料器包括主轴垂直于上筒体的主轴设置的注料筒以及与注料筒滑动配合的推杆，注料筒上方设有开口向上的进料斗，进料斗位于靠近上筒体的一侧。

[0013] 作为进一步的优化，注料筒与上筒体相连的一端设有锥形收口。

[0014] 本实用新型提供的耐磨材料成型设备的有益效果在于：本实用新型提供的耐磨材料成型设备，筒体的上下两端分别设置上固定板和下固定板对碳纤维的上下两端进行固定，通过注料器向筒体内注射浆料的形式以实现耐磨材料坯体的成型，气嘴的设置有助于提高浆料从上方进料斗落入筒体内的速度，振动台的振动作用便于保证浆料分布的均匀平整且使浆料中的磷片石墨趋于水平分布，提高浆料与碳纤维结合的牢固度，保证密实的成型效果。附图说明

[0015] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0016] 图1为本实用新型实施例提供的耐磨材料成型设备的主视剖视结构示意图；

[0017] 图2为图1中A-A的剖视结构示意图。

[0018] 图中：100、振动台；200、筒体；210、上筒体；211、第一法兰；220、下筒体；221、第二法兰；230、柔性套；240、加热筒；300、底板；410、注料器；411、注料筒；412、推杆；413、进料斗；420、容纳孔；430、气嘴；510、上固定板；511、延伸板；520、下固定板；600、拉紧组件；610、基座；620、弹性元件；800、碳纤维。

具体实施方式

[0019] 为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

[0020] 请一并参阅图1至图2，现对本实用新型提供的耐磨材料成型设备进行说明。耐磨材料成型设备，包括振动台100、筒体200、底板300、上固定板510以及下固定板520；振动台100沿振动台100的轴向振动；筒体200沿轴向贯通且设置于振动台100上，筒体200上设有注料器410；筒体200的上部沿周向设有若干个贯穿筒体200侧壁设置的气嘴430，气嘴430的开口向筒体200的下方中心处倾斜；底板300设置于筒体200的底部且与筒体200可拆卸连接；
上固定板510设置于筒体200的顶部且用于固定碳纤维800的上端；下固定板520与底板300固接且用于固定碳纤维800的下端。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。碳纤维800在上固定板510和下固定板520的板面上设有多束，便于实现碳纤维800在成型后的耐磨材料中具有均匀的分布效果。下固定板520通过与底板300的相连实现固定在筒体200的底部下方的效果，实现对坯体的有效承托。气嘴430的进口端与高压气源相连，用于向筒体200内供入高压气体。

[0021] 本实用新型提供的耐磨材料成型设备，与现有技术相比，本实用新型提供的耐磨材料成型设备，筒体200的上下两端分别设置上固定板510和下固定板520对多束碳纤维800的上下两端进行固定，下固定板520通过底板300进行有效固定，避免振动中的轴向位移，通过注料器410向筒体200内注射浆料的形式以实现耐磨材料坯体的成型，气嘴430的设置有助于提高浆料从上方进料斗413落入筒体200内的速度，振动台100的振动作用便于保证浆料分布的均匀平整且使浆料中的磷片石墨趋于水平分布，提高浆料与碳纤维800结合的牢固度，保证密实的成型效果。

[0022] 请参阅图1，作为本实用新型提供的耐磨材料成型设备的一种具体实施方式，筒体200包括上筒体210以及位于上筒体210下部且与上筒体210可拆卸连接的下筒体220，下筒体220的内壁上还设有柔性套230，柔性套230的上端位于上筒体210与下筒体220之间，柔性套230的下端位于下筒体220与底板300之间。将筒体200拆分为上筒体210和下筒体220两部分的形式，便于实现柔性套230的安装和使用，柔性套230便于在对坯体进行冷等静压中，将柔性套230方便的包覆于坯体外部，实现柔性套230和坯体同时从筒体200中取出的效果。上筒体210下端和下筒体220上端分别设有用于相互连接的法兰，柔性套230的上端外翻与两个法兰相靠近的端面之间。下筒体220下端设有与底板300相连的法拉，柔性套230的下端位于下筒体220下端的法兰与底板300之间，进而实现柔性套230上下两端的拉紧，为坯体的成型提供较大的空间，当注料完成后，拆开上筒体210、下筒体220以及底板300，将柔性套230和坯体整体取出，并将坯体上下两端利用柔性套230进行包裹封装，进入下一工步的冷等静压工序，便于实现耐磨材料较高的密度以及良好的密度均匀性。

[0023] 请参阅图1，作为本实用新型提供的耐磨材料成型设备的一种具体实施方式，上筒体210的外壁上还设有用于向上拉紧上固定板510的拉紧组件600，拉紧组件600包括设置于上筒体210外壁上的基座610以及下端与基座610相连的弹性元件620，弹性元件620的上端与上固定板510抵接。在上固定板510和下固定板520对碳纤维800进行固定的过程中，为了保证碳纤维800在注料过程中拉紧的效果，在上筒体210的外周设置了用于将上固定板510向远离下固定板520一侧拉紧的拉紧组件600，该组件能够碳纤维800弹性拉紧，实现碳纤维800在后续耐磨材料中具有直线分布的效果，进而保证碳纤维800材料分布的均匀性，提高耐磨材料的强度。本实施例中的弹性元件620采用压簧的形式，还可以通过在上筒体210位于上固定板510上方的位置设置拉簧的形式，实现对下方的上固定板510的有效拉紧，上述拉簧或压簧的设置均可以实现将上固定板510向远离下固定板520一侧的方向移动的效果，进而实现对碳纤维800的拉紧效果，保证在耐磨材料中碳纤维800能够处于伸直不打弯的状态。

[0024] 请参阅图1，作为本实用新型提供的耐磨材料成型设备的一种具体实施方式，下筒体220的外周还套设有加热筒240。本实施例中的气嘴430用于向筒体200内喷入高压气体，为了提高聚乙二醇和无水乙醇的挥发速度，加快坯体的成型效率，可以在下筒体220的外周设置加热筒240，进一步提高了坯体制作的效率。

[0025] 请参阅图1，作为本实用新型提供的耐磨材料成型设备的一种具体实施方式，上筒体210的下端外周设有第一法兰211，下筒体220的上端外周设有用于与第一法兰211相连的第二法兰221，柔性套230的上端位于第一法兰211和第二法兰221之间，柔性套230的下端位于下筒体220和底板300之间，实现柔性套230的上下两端的有效固定，为坯体提供一个平整的容纳空间。当注料完成后，拆开上筒体210、下筒体220以及底板300，将柔性套230和坯体整体取出，并将坯体上下两端利用柔性套230进行包裹封装，进入下一工步的冷等静压工序，便于实现耐磨材料较高的密度以及良好的密度均匀性。

[0026] 请一并参阅图1至图2，作为本实用新型提供的耐磨材料成型设备的一种具体实施方式，上固定板510位于上筒体210内，且上固定板510的外壁上设有至少两个沿径向向外延伸的延伸板511，上筒体210的外壁上设有至少两个分别与延伸板511相对应且用于容纳延伸板511的容纳孔420，容纳孔420的高度大于延伸板511的厚度。延伸板511位于容纳孔420内，容纳孔420的高度能够保证延伸板511的两侧与容纳孔420的两侧之间具有较小间隙，既能保证下方向上移动的顺畅性，同时还能避免延伸板511与容纳孔420内壁之间的摩擦，另外还能实现容纳孔420对延伸板511在上下方向上的导向，避免上固定板510发生周向转动造成碳纤维800的扭曲。在拉紧组件600的作用下，上固定板510具有在上下方向上的位移量，容纳孔420的高度尺寸的设置为延伸板511留出了位移空间，能够实现拉紧组件600带动上固定板510拉紧碳纤维800的作用。

[0027] 请参阅图1，作为本实用新型提供的耐磨材料成型设备的一种具体实施方式，底板300上设有用于容纳下固定板520的安装槽，底板300与下固定板520通过螺栓相连。下固定板520用于固定碳纤维800的下端，上固定板510和下固定板520均为ABS材质构件，上固定板
510、碳纤维800以及下固定板520在安装前已经注塑成型，安装时，将底板300安装在下筒体
220底部，然后通过连接下固定板520与底板300实现对碳纤维800下端的有效固定。

[0028] 请参阅图1，作为本实用新型提供的耐磨材料成型设备的一种具体实施方式，注料器410包括主轴垂直于上筒体210的主轴设置的注料筒411以及与注料筒411滑动配合的推杆412，注料筒411上方设有开口向上的进料斗413，进料斗413位于靠近上筒体210的一侧。注料器410的设置便于实现从上筒体210的侧部向内部注入浆料的作用，注料筒411的出口端与上筒体210连通，且出口端收拢，能够实现浆料的稳定供入，进料斗413设置在注料筒
411上靠近上筒体210的一侧，通过推动推杆412将浆料推入上筒体210以及下筒体220中，实现浆料的及时有效的供送。

[0029] 使用方法：

[0030] 将若干束碳纤维800平行排布，并在碳纤维800与上固定板510和下固定板520注塑成型；将碳纤维800与下固定板520从柔性套230中穿过，并将下固定板520与底板300相连，使柔性套230的下端位于下筒体220与底板300之间；将上固定板510与拉紧组件600相连，拉紧碳纤维800。

[0031] 分别称取电解铜粉和鳞片石墨并均匀混合制备成混合料，其中鳞片石墨的体积分数为10％～60％；分别称取聚乙二醇和无水乙醇调制成混合液，其中聚乙二醇的体积分数为30％-50％。并将混合溶液加入到混合料中，并搅拌使其混合成浆料，混合溶液在浆料中的体积百分比为30％-50％。

[0032] 将注料器410内的浆料注入上筒体210内，通过气嘴430向筒体200内通入高压气流，浆料在高压气流中加速打入筒体200底部，开启振动台100，使得达到底部的浆料均匀平铺在底部，并在振动过程中鳞片石墨转动使得片层趋于水平布置，并最终制备出0.5-1.2mm厚的坯体，加热筒240的作用是加快浆料中聚乙二醇和无水乙醇的挥发。继续多次重复上述向筒体200内分次注入浆料的步骤，逐渐实现在柔性套230中形成坯体的效果，将坯体的取出并冷等静压。

[0033] 采用真空烧结炉进行烧结，真空烧结炉的烧结温度为900℃-1000℃，保温时间为1小时-2小时。

[0034] 铜粉和鳞片石墨的混合料，集成了铜良好的力学性能、优异的导电导热性能以及石墨的优良的润滑性能，通过加入聚乙烯醇溶液形成浆料，浆料通过注料器410注入上筒体210中后，在气嘴430中的高压气流的作用下向筒体200底部聚集，并在下固定板520的上方堆积成型，加之振动台100的振动，实现浆料的均匀布设，使得鳞片石墨片层趋于水平分布，保证后续耐磨材料的各部分密度均匀。

[0035] 耐磨材料在使用中，利用耐磨材料与碳纤维800平行的面作为耐磨材料和外部摩擦件之间的摩擦面进行使用，此时鳞片石墨的片体与碳纤维800相互垂直，在摩擦过程中，鳞片石墨逐渐被磨损能够起到良好的摩擦润滑作用，提高润滑性，平行于摩擦面的碳纤维800则能提高耐磨材料的强度，提高了其耐磨性。

[0036] 以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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