專利名稱：制備超細晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種模具，尤其是一種制備超細晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具，屬于材料加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
受航空航天、交通運輸、住宅建筑、機械電子、信息產(chǎn)業(yè)和國防軍工等國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)需求的牽引，對高比強度、高比剛度等高性能結(jié)構(gòu)材料的需求日益增加，發(fā)展超細晶材料是開發(fā)與制備高比強度、高比剛度等高性能結(jié)構(gòu)材料的重要方法之一。大塑性變形技術(shù)(Severe Plastic Deformation，簡稱SPD)，具有強烈的晶粒細化能力，可以直接將材料的內(nèi)部組織細化到亞微米乃至納米級，已被國際材料學(xué)界公認(rèn)為是制備塊體納米和超細晶材料的最有前途的方法。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利01104059.9的往復(fù)式擠壓成型方法及其加工裝置，采用左擠壓筒與右擠壓筒構(gòu)成擠壓容器，在左擠壓筒與右擠壓筒之間設(shè)有一雙向擠模，該雙向擠模具有至少一相對狹小的窄道，將欲加工的合金材料加熱至軟化溫度，于加工裝置中交互施以不同方向壓力，得以搓揉合金材料，使形成微細結(jié)構(gòu)細化且均勻分布的合金，但是，該技術(shù)的缺點在于擠壓與鐓粗于一體，由于塑性不好的材料在鐓粗時容易開裂，所以鐓粗量不能大，每道次變形量小，只適合制備容易變形的金屬，現(xiàn)在還罕見工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種制備超細晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具，使其能同一道次可多次鐓粗一次擠壓而操作方便、結(jié)構(gòu)簡單，可制備難變形金屬如鎂合金等。
本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本實用新型包括擠壓桿、提手、擠壓筒、模芯、鐓粗型腔或者擠壓型腔、墊塊、頂出桿。在擠壓和鐓粗之前，擠壓筒、墊塊、模芯應(yīng)加熱到預(yù)定溫度，材料應(yīng)加熱到實驗溫度。其連接關(guān)系為由擠壓筒、兩塊墊塊組成鐓粗型腔；由擠壓筒、墊塊、模芯組成擠壓型腔，鐓粗型腔和擠壓型腔在擠壓筒同一位置但是不同時存在。擠壓筒放置在擠壓機工作臺面上，擠壓桿連接在擠壓機頂出缸上，頂出桿上是墊塊，墊塊可以在擠壓筒中上下移動，擠壓桿上端與擠壓機滑塊相連，材料放在墊塊上，模芯或墊塊放在材料上面，使材料處于鐓粗型腔或者擠壓型腔中，擠壓筒設(shè)計為空心，方便擠壓材料向上擠出，模芯形狀和尺寸與墊塊相同，只是模芯中間沿軸向根據(jù)需要開設(shè)模口，該模口尺寸即為擠壓后材料的外形尺寸。
本實用新型采用金屬制作金屬型反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具，提手是為了方便模具的搬動而設(shè)計，擠壓時，首先將材料放在墊塊上，然后把模芯放在材料上面，構(gòu)成擠壓型腔，擠壓桿在擠壓機滑塊作用力下向下作用模芯，頂出桿在規(guī)定位置不動，使材料在擠壓筒、墊塊和模芯組成的擠壓型腔中產(chǎn)生壓縮變形，材料便從模芯的中間模孔擠壓成小尺寸材料，擠壓結(jié)束，擠壓桿退回，頂出桿推動墊塊向上將擠壓材料頂出，材料和墊塊就可以從擠壓筒上端取出。鐓粗時，將擠壓后的材料放在擠壓筒內(nèi)，材料下面是墊塊，而墊塊在頂出桿上，材料上面放置另一墊塊，構(gòu)成鐓粗型腔，在擠壓機滑塊作用下，擠壓桿帶動墊塊向下移動，頂出桿在規(guī)定位置不動，材料截面積不斷增加，高度不斷減小，直到材料充滿整個擠壓筒，截面積恢復(fù)到初始尺寸；如果對于塑性教差的材料，可以采用多次加熱，反復(fù)鐓粗，不至于破裂。復(fù)以上擠壓鐓粗過程，直至獲得所要的應(yīng)變?yōu)橹梗瓌t上說這一過程可以無限次的進行下去，從而獲得無限大的應(yīng)變，獲得細小均勻的等軸晶粒。
本實用新型超細晶材料的制備模具具有顯著的晶粒細化效果，金屬型模具結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，實用面廣，本實用新型巧妙的將擠壓和鐓粗工藝結(jié)合起來，開發(fā)出可制備難變形材料的多次加熱鐓粗和擠壓的擠壓鐓粗工藝，具有細化能力強、生產(chǎn)效率高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。


圖1本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2模芯結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括擠壓桿1、提手2、擠壓筒3、模芯4、鐓粗型腔或者擠壓型腔5、墊塊6(2個)、頂出桿7。其連接關(guān)系為鐓粗型腔或者擠壓型腔5采用同一擠壓筒3，由擠壓筒3、兩塊墊塊6組成鐓粗型腔5，由擠壓筒3、墊塊6、模芯4組成擠壓型腔，鐓粗型腔或者擠壓型腔5，在擠壓筒同一位置但是不同時構(gòu)成，鐓粗型腔只在鐓粗時存在，擠壓型腔只在擠壓時存在。擠壓筒3設(shè)置在擠壓機工作臺面上，擠壓桿1連接在擠壓機頂出缸上，頂出桿7上設(shè)置墊塊6，擠壓桿1上端與擠壓機滑塊相連，墊塊6上設(shè)置材料，材料上面設(shè)置模芯4或另一墊塊6，擠壓筒3上設(shè)有提手2。
擠壓筒3為空心，墊塊6可以在擠壓筒3中上下移動。
如圖2所示，模芯4形狀和尺寸與墊塊6相同，只是模芯4中間沿軸向根據(jù)需要開設(shè)?？?，該?？诔叽缂礊閿D壓后材料的外形尺寸。
權(quán)利要求1.一種制備超細晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具，包括擠壓桿(1)、模芯(4)、頂出桿(7)，其特征在于，還包括提手(2)、擠壓筒(3)、鐓粗型腔或者擠壓型腔(5)、墊塊(6)，鐓粗型腔或者擠壓型腔(5)采用同一擠壓筒(3)，由擠壓筒(3)、兩塊墊塊(6)組成鐓粗型腔(5)，由擠壓筒(3)、墊塊(6)、模芯(4)組成擠壓型腔(5)，擠壓筒(3)設(shè)置在擠壓機工作臺面上，擠壓桿(1)連接在擠壓機頂出缸上，頂出桿(7)上設(shè)置墊塊(6)，擠壓桿(1)上端與擠壓機滑塊相連，墊塊(6)上設(shè)置材料，材料上面設(shè)置模芯(4)或另一墊塊(6)，擠壓筒(3)上設(shè)有提手(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具，其特征是，鐓粗型腔或者擠壓型腔(5)采用同一擠壓筒(3)，在擠壓筒(3)同一位置，鐓粗型腔只在鐓粗時存在，擠壓型腔只在擠壓時存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具，其特征是，模芯(4)形狀和尺寸與墊塊(6)相同，模芯(4)中間沿軸向開設(shè)模口，該?？诔叽缂礊閿D壓后材料的外形尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的制備超細晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具，其特征是，擠壓筒(3)為空心，墊塊(6)在擠壓筒(3)中上下移動。
專利摘要一種制備超細晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具，屬于材料加工領(lǐng)域。本實用新型包括擠壓桿、提手、擠壓筒、模芯、鐓粗型腔或者擠壓型腔、墊塊、頂出桿。由擠壓筒、兩塊墊塊組成鐓粗型腔，由擠壓筒、墊塊、模芯組成擠壓型腔，擠壓筒設(shè)置在擠壓機工作臺面上，擠壓桿連接在擠壓機頂出缸上，頂出桿上設(shè)置墊塊，擠壓桿上端與擠壓機滑塊相連，墊塊上設(shè)置材料，材料上面設(shè)置模芯或另一墊塊，擠壓筒上設(shè)有提手。本實用新型將常規(guī)擠壓和鐓粗工藝結(jié)合起來，開發(fā)出可制備難變形材料的多次加熱鐓粗和擠壓的反復(fù)擠壓鐓粗模具，具有細化能力強、生產(chǎn)效率高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。
文檔編號B21C25/02GK2768921SQ200420114969
公開日2006年4月5日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者陳勇軍, 王渠東, 翟春泉, 丁文江 申請人:上海交通大學(xué)