複合結構類構件的製作方法
2023-06-22 04:34:26 2
專利名稱：複合結構類構件的製作方法
技術領域：
本發明屬於具有表層和芯體結構類構件的相關技術，主要涉及如保險柜，及可以此結構代替的部件，如道路地下井井蓋、水泥船等的結構和相關工藝。
公知複合結構類構件有多種方法，使此類結構應用於多種場合。如複合結構的保險柜，就可以選用較低價芯體材料，僅在外部的表層使用符合保險要求的材質和相應結構，即可滿足保險需要，並降低成本。但這類構件多因其內外部分之間的結合強度不夠，而影響加工工藝的選用和產品性能與質量的進一步提高。帶有抗磨、防腐或裝飾性的複合結構可以優化產品，也被廣泛用於多種產品的精細加工或修復工藝，顯然是對原基體表面性能的提高和改進，但亦因此使其應用範圍也同時受到限制。對於部分非複合結構的單體構件，多是由於其工藝或材質具有特點而被應用，如道路地下井鑄鐵井蓋、落水箅及其附件，其材料工藝皆較方便適宜，使用十分廣泛；水泥船也是在一定範圍內較有競爭力的替代產品。但與此同時也出現了一些問題，如井蓋等因其可再被利用而遭盜竊；為避免其丟失和損壞已有多種代用力案提出，卻至今末見有較為滿意的可實施的實用方案；水泥船則因材料強度而常有影響質量的情況發生等。
本發明的目的是提出一種實現既可保證結構的使用性能又可降低產品成本的、複合結構類構件結構及其相關製作方法的適用技術方案。
本發明目的中的結構部分是這樣實現的，複合結構類構件皆分為內部芯體和外部表層兩個部分，其中，所述表層為形成該結構主要強度性能的金屬封閉表面，並與其芯體之間緊密結合。這樣，金屬結構易於滿足所需要的機械性能，芯體則可採用較經濟或其他適用性材料，緊密結合和封閉表面有利於提高機械強度，為充分發揮內外兩部分的特點提供結構基礎，使本發明目的中的結構部分得以實現。
本發明所述結構在表層與芯體之間還制有分別與二者緊密聯結的結合層，這樣，可以滿足某些表層覆蓋工藝的要求。
本發明目的中的製作方法部分是這樣實現的，所述發明結構的製作方法包括依所用材料和造型要求，採用相應芯體成型工藝和形成表層覆蓋的工藝，以及各自的輔助工藝，其中，芯體材料應主要依據構件除強度之外、相應的使用要求選用，並以所述芯體在進行表面物質轉移沉積工藝過程中充當受體，按構件最終尺寸、機械性能要求和轉移表面物質的工藝步驟實施沉積，且沉積層為封閉表面。其芯體在被覆蓋後並不取出，而是與之緊密配合。這樣，沉積工藝可以形成滿足構件強度要求的表層結構，所形成的封閉表面和其與芯體間的緊密結合則更有利於提高構件的機械性能，並使芯體在構件中起到相應的作用。從而實現了本發明目的所要求的結構，即實現了發明目的中的方法部分。
本發明所述沉積過程是由真空鍍或電化學沉積類工藝實現的，這些工藝都是實現物質轉移的製作方法。
本發明所述電化學沉積，是在芯體成型之後，需在其表面製作具有導電、和對表層與芯體皆有密實結合力的封閉結合層，然後實施相應電化學工藝。這樣，可以滿足本發明結構和電化學沉積工藝的要求。
本發明所述電化學沉積是電鑄或刷鍍，這是兩種較方便和適宜的工藝，其中刷鍍是一種對較大形體尺寸構件覆蓋金屬表層的適用方法。
本發明所述結合層是由真空鍍膜、塗抹導電塗料或還原塗料的方法完成的，這些措施多屬電鑄工藝中對芯模表面的預處理方法，其與本發明芯體相結合即可以實現表層與芯體的緊密結合。
本發明所述電鑄工藝是以欲覆蓋金屬或金屬合金的普通廢料為陽極的施體，這也是提供施體物質的一種方法，並可以較明顯地降低工藝成本。
本發明備有所述施體的電鑄陽極附有振動結構，這是在本發明陽極施體呈較鬆散狀態時，保證其正常導電性能的一種方法。
本發明在現有複合結構類構件中引入表面物質轉移沉積工藝，保證了表層與芯體間的緊密結合，並為充分發揮複合結構兩部分的特點提供可能，且由於較為精細加工工藝的引入，顯著提高了產品的性能等級，尺寸精度亦可達毫米級，從而使本發明具有十分廣闊的使用前景。
附圖給出了本發明實施例結構示意。
圖1是保險柜櫃體剖面；圖2是道路地下井井蓋結構簡圖；圖3是工作狀態的電鑄槽。
圖中1．C60#鋼纖混疑土2．電沉積殼體3．導電密封結合層4．廢低碳鋼屑5．陽極框架和濾網6．主導體7．電鍍液8．陰極掛具9．振動器10．電鑄槽下面結合實施例對本發明作進一步說明。
第一實施例是保險柜，如圖1。其總體尺寸及鎖定操作機構皆按常規保險要求設計，其芯體部分1首先成型，然後在其表面塗以導電塗料3。對於尺寸較大的採用刷鍍工藝，對於較微小型則可將塗好的芯體置於電鑄槽10內進行電鑄，完成櫃體的整體結構。由於製作工藝改變，本成型工藝可適合較複雜、非方型的櫃體造型；因金屬表層與芯體間緊密結合，不僅增加了櫃體強度，還避免了夾層間隙對鏽蝕造成的不利影響，且金屬表層也可選用抗腐配方製作。既延長了使用壽命，又提高了產品檔次，還可以降低原製作成本。
第二實施例是道路地下井井蓋，如圖2、3。其整體尺寸與常規井蓋一致，只是分為芯體1和表層2兩個部分。芯體由建築用混凝土或其他代用材料製作，成型後於真空鍍膜機內在其表面鍍制封閉銅導電層3。然後將該芯體置於電鑄槽10內。電鑄所用陽極使用的主要是清除雜質後的低碳鋼切屑或其他散碎相應廢料4，將其置於覆以濾網、並與振動器9相聯的陽極框籃5內，籃內還裝有電極6。覆蓋表層的電鑄過程與常規電鑄一致，即可將表層覆蓋於製成的芯體表面。振動陽極可使不斷釋減又不斷續加的散碎陽極材料得以密實，保證足夠的電流通過量，使電鑄可以正常進行，最終可得到約2mm厚的合金表層。當井蓋直徑為570m最大厚度30mm時，其重為19kg，估計成本約19元，預計與現有鑄鐵井蓋比較，其抗拉強度增加三倍、抗衝擊提高五倍、抗壓強度提高50％，表層無鏽蝕現象、重量減輕2/5、成本降低一半，尺寸精度可達毫米級。很明顯，本例的使用性能完全可以取代現有井蓋，且在很多方面還有改進和提高。由於構成材質主要是混凝土，表層金屬所佔比例很小、且難於剝離，因此簡單回收再利用的價值不大，可顯著減少本類製品社會失盜的成因。
第三實施例是落水箅，其所用材料和工藝皆與第二例一致，只是造型上的區別。鑑於其造型和工作條件，本例的防腐蝕、高強度的特點將更為突出。與此相仿，還可製成爐排及鍋爐耐熱件，表層則採用耐熱鐵合金，芯體由耐熱纖維混凝土製作。這種產品將有更長的使用壽命。
第四例為小型船船體，先按造型要求製作船體，可以是木結構，也可以採用相應的建築材料或其他代用材料，在對其表面進行如上預處理後，由刷鍍工藝實現金屬的表層覆蓋，即可完成該船體的製作。因有表層覆蓋，故可降低對芯體強度的要求。
權利要求
1．複合結構類構件包括分為內部芯體和外部表層結構的兩個部分，其特徵在於所述表層為形成構件主要強度部分的金屬封閉表面(2)，其與芯體(1)之間為緊密結合。
2．如權利要求1所述構件，其特徵在於在表層與芯體之間還制有分別與二者緊密聯結的結合層(3)。
3．實現漢利要求1所述構件的方法包括，依所用材料和造型要求，採用相應芯體成型工藝和形成表層覆蓋的表面物質轉移沉積工藝，以及各自的輔助工藝，其特徵在於芯體(1)材料應主要依據構件除強度之外的使用要求選用，然後以此芯體充當表面物質轉移沉積過程的受體，按構件最終尺寸、機械性能要求和沉積的工藝步驟實施轉移沉積，且沉積層為封閉表面(2)。
4．如權利要求3所述方法，其特徵在於所述沉積過程是由真空鍍或電化學沉積類工藝實現的。
5．如權利要求3或4所述方法，其特徵在於在芯體成型之後，需在其表面製作具有導電和對表層與芯體皆有密實結合力的結合層(3)，然後實施相應電化學工藝。
6．如權利要求5所述方法，其特徵在於所述電化學沉積是電鑄或刷鍍。
7．如權利要求5所述方法，其特徵在於所述結合層(3)是由真空鍍膜、塗抹導電塗料或還原塗料的方法完成的。
8．如權利要求6所述方法，其特徵在於所述電鑄工藝是以欲覆蓋金屬或其合金的普通廢料為陽極的施體。
9．如權利要求8所述方法，其特徵在於備有所述施體的電鑄陽極附有振動結構(9)。
全文摘要
複合結構類構件屬芯體(1)表層(2)類構件的結構和製作方法,其芯體表層緊密結合,主要由表層實現結構強度。在芯體與表層間還可有與之緊密結合之層(3),表層由電鑄實現,其陽極附有振動機構(9)、施體物用相應廢料(4),對於中大型構件用刷鍍製作表層。構件為充分發揮結構兩部分的特點提供可能,且因引入較為精細的加工工藝,顯著提高了產品的性能等級,尺寸精度亦可達毫米級,從而使本發明具有十分廣闊的使用前景。
文檔編號B32B15/04GK1221679SQ981223
公開日1999年7月7日 申請日期1998年11月13日 優先權日1998年11月13日
發明者曹文藝, 楊少林, 李國才 申請人:曹文藝