连续梯度密度金属橡胶结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种连续梯度密度金属橡胶结构及其制备方法。

背景技术

金属橡胶是一种均质的弹性多孔金属材料，广泛应用到恶劣的工作环境（比如高温、高压、腐蚀等环境）中，在缓冲、减振、节流过滤等方面有着重要应用。从金属橡胶材料的组织结构来看，目前的单个金属橡胶的密度（或者金属橡胶的孔隙度）比较均匀，无法满足连续节流过滤的需求，现有的多种密度（或孔隙度）金属橡胶联合使用，尚无法达到满意的效果。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种连续梯度密度金属橡胶结构及其制备方法，结构简单且使用方便，具有更好的孔隙度，提高过滤、节流效果。

本发明的具体实施方案是这样构成的，它包括芯轴，所述芯轴外表面套设有毛坯层，所述毛坯层通过冷冲压或辊轧成型制成金属橡胶，所述金属橡胶的密度沿其轴向呈连续梯度变化。

进一步的，所述毛坯层包括至少一根呈螺旋状的金属丝，所述金属丝沿芯轴的长度方向不等量缠绕在芯轴上。

进一步的，不等量的缠绕方式为金属丝沿芯轴长度方向缠绕的密度依次递减或依次递增或先递增后递减。

进一步的，所述毛坯层采用单根金属丝或复合多股丝铺设并编织为金属丝网，所述金属丝网以不等量的缠绕方式缠绕在芯轴上并碾压成型。

进一步的，一根复合多股丝由多根金属丝相互缠绕而成。

进一步的，所述金属丝为不锈钢丝、铝丝、钛丝或铜丝。

进一步的，一种连续梯度密度金属橡胶结构的制备方法，包括步骤如下：（1）准备金属丝：直接采用单根金属丝；或制备复合多股金属丝，将多根金属丝相互缠绕为一根复合多股丝；（2）制备毛坯层，毛坯层的孔隙密度不等量变化；（3）将对套在芯轴上的毛坯层在两个轧辊之间碾压成型，制成连续梯形密度的金属橡胶；（4）在步骤（3）的基础上，将金属橡胶放置在模具中进行冷冲压成型，制成密度更大的金属橡胶。

进一步的，在步骤（2）中，将单根螺旋状金属丝或复合多股丝缠绕在芯轴制备毛坯层，使毛坯层的密度沿芯轴的长度方向连续减小、连续递增或是先递增后递减都可以。

进一步的，在步骤（2）中，将单根金属丝或复合多股丝铺设并编织为围巾状金属丝网，将金属丝网缠绕在芯轴制备毛坯层，毛坯层的孔隙密度沿芯轴的长度方向连续减小、连续递增或是先递增后递减都可以。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置结构简单，设计合理，构造简单，既有传统金属橡胶的耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐辐射、导热性，又具有更好的高孔隙度、连续变化的梯度密度（孔隙度），特别是在过滤、节流方面有着优秀的效果。

附图说明

图1为本发明实施例金属橡胶密度变化示意图；

图2为本发明实施例一结构示意图；

图3为本发明实施例二结构示意图；

图4为本发明实施例金属橡胶成型图一；

图5为本发明实施例金属橡胶成型图二；

图中：1-金属橡胶，2-芯轴，3-毛坯层，4-轧辊。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1~5所示，提供一种连续梯度密度金属橡胶结构，包括包括芯轴2，所述芯轴外表面套设有毛坯层3，所述毛坯层通过冷冲压或辊轧成型制成金属橡胶1，所述金属橡胶1的密度（或孔隙度）沿其轴向呈连续梯度变化。

在本发明实施例一中，所述毛坯层包括至少一根呈螺旋状的金属丝或复合多股丝，所述金属丝或复合多股丝沿芯轴的长度方向不等量缠绕在芯轴上，从芯轴的一端缠绕至芯轴的另一端。

金属丝或复合多股丝绕制呈螺旋卷状，金属丝绕制的螺旋卷的中径为单根金属丝丝经的10~15倍；复合多股丝绕制的螺旋卷的中径也为单根复合多股丝丝径的10~15倍，螺旋卷的直径不小于单根金属丝或复合多股丝的丝径。

上述的一根复合多股丝由多根金属丝相互缠绕而成，一根复合多股丝的直径为多根金属丝的直径之和。

不等量的缠绕方式为金属丝沿芯轴长度方向缠绕的密度依次递减或依次递增或先递增后递减。

在本发明实施例一中，采用螺旋卷工艺制备时：（1）直接采用单根金属丝；或制备复合多股金属丝，将多根金属丝相互缠绕为一根复合多股丝；（2）将单根金属丝或复合多股丝绕制为螺旋卷；（3）制备毛坯层：将单根金属丝或复合多股丝缠绕在芯轴，使缠绕的金属丝或复合多股丝的密度沿芯轴的长度方向连续减小、连续递增或是先递增后递减都可以；（4）通过对套在芯轴上的毛坯在两个轧辊之间碾压成型，制成连续梯形密度的金属橡胶；（5）在步骤（4）的基础上，将金属橡胶放置在模具中进行冷冲压成型，制成密度更大的金属橡胶。

在本发明实施例二中，所述毛坯层采用单根金属丝或复合多股丝铺设并编织为围巾状金属丝网，所述围巾状金属丝网以不等量的缠绕方式缠绕在芯轴上并碾压成型，采用两个轧辊4对金属橡胶进行碾压成型。

上述的金属丝网的孔隙密度沿芯轴的长度方向连续递减、连续递增或是先递增后递减。

上述的金属丝为不锈钢丝、铝丝、钛丝或铜丝。

在本发明实施例二中，采用铺设编织工艺制备时，（1）直接采用单根金属丝；或制备金属丝，将多根金属丝相互缠绕为一根复合多股丝；（2）将单根金属丝或复合多股丝铺设并编织为围巾状金属丝网；（3）制备毛坯层：将金属丝网缠绕在芯轴，毛坯层的孔隙密度沿芯轴的长度方向连续减小、连续递增或是先递增后递减都可以；（4）通过对套在芯轴上的毛坯层在两个轧辊之间碾压成型，制成连续梯形密度的金属橡胶；（5）在步骤（4）的基础上，将金属橡胶放置在模具中进行冷冲压成型，制成密度更大的金属橡胶。

上述制成的金属橡胶成品，既有传统金属橡胶的耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐辐射、导热性，又具有更好的高孔隙度、连续变化的梯度密度（孔隙度），特别是在过滤、节流方面有着优秀的效果。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接（例如使用螺栓或螺钉连接），也可以理解为：不可拆卸的固定连接（例如铆接、焊接），当然，互相固定连接也可以为一体式结构（例如使用铸造工艺一体成形制造出来）所取代（明显无法采用一体成形工艺除外）。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。