1.一种复合材料成形装置,其特征在于,包括上冲头、下冲头和预应力圈,所述上冲头一端和上垫板固定连接,另一端和所述预应力圈的端面对应设置,所述下冲头一端和下垫板传动连接,另一端设置在所述预应力圈的中心腔内,所述上冲头的端部和所述预应力圈的端面接触时,所述上冲头、所述预应力圈和所述下冲头在所述中心腔内形成成形腔,加工试样设置在所述成形腔内,所述预应力圈设置在中垫板上,所述中垫板通过弹性件和所述下垫板连接;
所述预应力圈包括内预应力圈和外预应力圈,所述外预应力圈套设在所述内预应力圈外部,且所述内预应力圈和所述外预应力圈同心设置,所述内预应力圈的外径和所述外预应力圈的外径配合设置,所述上冲头的直径大于所述内预应力圈的内径;
所述复合材料成形装置设置在压力机上,所述上垫板固定设置在所述压力机的上滑块上,所述下垫板固定设置在所述压力机的扭转台上。
2.如权利要求1所述的复合材料成形装置,其特征在于,所述上冲头端部和所述内预应力圈端面接触设置。
3.如权利要求1所述的复合材料成形装置,其特征在于所述加工试样包括软金属材料圆片、硬金属材料圆片和保护圆环,所述软金属材料圆片和所述硬金属材料圆片均设置为横截面为圆形的金属片,所述软金属材料圆片和所述硬金属材料圆片的横截面直径相同,所述保护圆环的内径和所述软金属材料圆片、所述硬金属材料圆片的横截面直径相同,所述中心腔设置为圆柱型腔体,所述保护圆环的外径和所述中心腔横截面直径相同,所述软金属材料圆片和所述硬金属材料圆片设置在所述保护圆环内,且所述软金属材料圆片设置在两所述硬金属材料圆片之间。
4.如权利要求2所述的复合材料成形装置,其特征在于,所述上冲头、所述下冲头、所述内预应力圈的材料为表面渗氮处理的高强钢;所述外预应力圈的材料为45#钢。
5.如权利要求3所述的复合材料成形装置,其特征在于,所述软金属材料圆片为铜片,所述硬金属材料圆片为钨片,所述保护圆环设置为不锈钢圆环。
6.一种采用如权利要求5所述复合材料成形装置的成形方法,其特征在于,包括步骤:
S1,制备所述加工试样后进行所述复合材料成形装置的设置;所述下垫板与所述扭转台紧固连接,并设置所述下冲头、氮气弹簧、所述预应力圈及所述中垫板,将所述加工试样置于所述中心腔内,调节所述氮气弹簧,使所述加工试样上表面和所述预应力圈上表面在同一水平面上,将所述上冲头装入所述上垫板,所述压力机使所述上滑块向下运动,直至所述上冲头的下表面与所述加工试样的上表面接触,关闭所述压力机;
S2,加热保温;对所述复合材料成形装置和所述加工试样进行整体加热,当温度到达成形温度后保温;
S3,施加压力,扭转变形;所述压力机使所述上滑块缓慢下行,直至所述压力机吨位表数值达到成形压力后开启保压,随后所述扭转台开始旋转运动,到达指定扭转圈数后停止运动;
S4,取出所述加工试样;所述压力机使所述上滑块上行至开合高度,待所述复合材料成形装置和所述加工试样冷却至室温后取出所述加工试样,采用线切割工艺去除外层的不锈钢圆环和与所述下冲头接触的所述硬金属材料圆片。
7.如权利要求6所述的成形方法,其特征在于,所述加工试样的制备方法为:
S11,以工业烧结纯钨棒材、商用铜铬锆合金棒材,以及304不锈钢管材为原料,采用线切割工艺进行坯料切割,获得直径相同的两钨片和铜片,以及内径与所述钨片和所述铜片直径相同的不锈钢圆环;
S12,采用400#和800#粗砂纸对所述钨片、所述铜片和所述不锈钢圆环表面进行打磨,去除线切割痕迹;
S13,将所述钨片、所述铜片和所述不锈钢圆环进行酸洗、超声波清洗、干燥、组装,获得所述加工试样。
8.如权利要求7所述的成形方法,其特征在于,所述加工试样中两所述硬金属材料圆片厚度不同,厚度小的所述硬金属材料圆片与所述下冲头接触设置。