專利名稱：折線式擠壓成型裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種材料加工領域的裝置，尤其是一種制備超細晶材料和材料直接成型的折線式擠壓成型裝置。
背景技術：
超細晶材料是集優(yōu)異的強度與良好的塑韌性于一體的高性能結構材料。傳統(tǒng)壓力加工技術就可以在材料成型的同時細化組織、消除鑄造缺陷，獲得比鑄態(tài)產(chǎn)品更優(yōu)異的力學性能，然而，傳統(tǒng)工業(yè)采用的擠壓、鍛造、軋制等壓力加工裝置由于每次加工的應變量沒有達到一定的臨界值，所以從誕生至今一直沒有得到超細晶。近10多年來，大塑性變形技術的研究表明，采用特殊的裝置，使材料產(chǎn)生強烈的塑性變形就可以獲得亞微米，納米級晶粒，在保持良好的塑韌性下，顯著提高材料的強度。
經(jīng)對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，畢大森等在《模具工業(yè)》(2001，1038～40)上發(fā)表的“等通道轉角擠壓實驗模具設計”一文中，介紹了等通道轉角擠壓實驗模具的設計，采用該模具使塊體材料實現(xiàn)組織超細化。但是，該模具不能實現(xiàn)連續(xù)擠壓，并且還局限于實驗室研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對背景技術中存在的上述問題，提供一種折線式擠壓成型裝置，使其可以在制備超細晶材料的同時又可以直接成型，整個過程連貫作業(yè)，高效率、低成本。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，包括三大部分進料機構、細化機構、成型機構。本發(fā)明核心之處在于，細化機構包括直通道、兩半圓柱體式模芯、圓筒式模套，兩半圓柱體式模芯沿軸線分型，在分型面上開設折線式凹槽，分型面軸線兩端設有直通道與折線式凹槽連接，兩半圓柱體式模芯組合后依靠1°～5°的配合錐度裝入模套中構成折線式通道，細化機構通過兩端直通道分別與進料機構、成型機構連接。
所述的進料機構為驅動機構，可以由擠壓桿和擠壓筒構成擠壓型腔，擠壓桿在擠壓筒中，擠壓型腔與細化機構的直通道連接。也可以由導輪構成或者為其他驅動機構。
所述的成型機構可以為軋輥或者成型模具。成型模具由兩個成型模構成成型型腔，成型型腔與細化機構的直通道連接。成型模具或者由成型模和成型型腔構成，成型型腔設在成型模中，與細化機構的直通道連接。
進料機構提供材料連續(xù)進入折線式細化機構和成型機構的作用力，由擠壓桿和擠壓筒構成擠壓型腔容納被加工材料，或者由導輪或者其他驅動機構驅動被加工材料，在擠壓桿擠壓力或者導輪或者其他驅動機構驅動力作用下，材料進入細化機構，細化機構對材料施加若干次強烈的剪切應力使材料產(chǎn)生大應變，細化機構的模芯兩端中心設有直通道，前端直通道供材料進入，后端直通道連接成型機構。成型機構可使經(jīng)過組織超細化的材料直接成型，本發(fā)明采用金屬制作折線式擠壓成型加工裝置。
本發(fā)明在細化機構中設置折線式通道，對材料施加若干次強烈的剪切應力使材料產(chǎn)生大應變，具有顯著的晶粒細化效果，細化機構直通道與成型機構連接，在制備超細晶材料的同時又可以直接成型。本發(fā)明結構簡單、加工容易、實用面廣，可以用于合金和復合材料的鑄錠、擠壓棒材或軋制板材等的組織細化和成型，實現(xiàn)連續(xù)的生產(chǎn)，易于工業(yè)應用。


圖1是本發(fā)明的折線式擠壓成型加工裝置的第一較佳實施例示意圖。
圖2是本發(fā)明的折線式擠壓成型加工裝置的第二較佳實施例示意圖。
圖3是本發(fā)明的折線式擠壓成型加工裝置的第三較佳實施例示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括進料機構1、細化機構2、成型機構3。細化機構2包括直通道4、兩半圓柱體式模芯5和6、圓筒式模套8，兩半圓柱體式模芯5和6沿軸線分型，在分型面上沿軸線開設折線式凹槽，分型面軸線兩端設有直通道4與折線式凹槽連接，兩半圓柱體式模芯5和6組合后依靠1°～5°的配合錐度裝入模套8中構成折線式通道7，細化機構2通過兩端直通道4分別與進料機構1、成型機構3連接。
所述的進料機構1為驅動機構，可以由擠壓桿16、擠壓筒17構成擠壓型腔18，擠壓桿16在擠壓筒17中，擠壓型腔18與細化機構2的直通道4連接。進料機構1或者由導輪12構成。還可以是其他的驅動機構。
所述的成型機構3為軋輥9或者成型模具。成型模具包括成型模13、成型模15，或者為成型模10和成型型腔11，成型型腔14由成型模13和成型模15構成，成型型腔14或者成型型腔11與細化機構2的直通道4連接。
如圖1所示，為本發(fā)明的第一較佳實施例，包括進料機構1、細化機構2、成型機構3。進料機構1包括擠壓桿16、擠壓筒17，擠壓桿16和擠壓筒17構成擠壓型腔18，待加工材料在擠壓型腔18中被擠壓桿16壓縮推動，進入細化機構2，細化機構2包括直通道4、圓筒式模套8、折線式通道7、圓柱體式模芯5和6(沿軸線分型為兩半)，在分型面上沿軸線開設折線式凹槽，分型面軸線兩端設有直通道4與折線式凹槽連接，兩半圓柱體式模芯5和6組合后依靠1°的配合錐度裝入模套8中構成折線式通道7。材料由進料端直通道4進入，經(jīng)過折線式通道7的若干次強烈剪切應力產(chǎn)生大應變，從而使材料的組織超細化且均勻分布，然后由細化機構2的出料端直通道4進入成型機構3，成型機構3由軋輥9構成，在軋輥9軋制力作用下，待加工材料就可以軋制成各種形狀的高性能產(chǎn)品。
如圖2所示，為本發(fā)明的第二較佳實施例，包括進料機構1、細化機構2、成型機構3。進料機構1為導輪12，待加工材料在導輪12的摩擦力驅動下，進入細化機構2，細化機構2包括直通道4、圓筒式模套8、折線式通道7、圓柱體式模芯5和6(沿軸線分型為兩半)，在分型面上沿軸線開設折線式凹槽，分型面軸線兩端設有直通道4與折線式凹槽連接，兩半圓柱體式模芯5和6組合后依靠5°的配合錐度裝入模套8中構成折線式通道7。材料由進料端直通道4進入，經(jīng)過折線式通道7的若干次強烈剪切應力產(chǎn)生大應變，從而使材料的組織超細化且均勻分布，然后由細化機構2的出料端直通道4進入成型機構3，成型機構3包括成型模13、成型模15，成型模13和成型模15構成成型型腔14，與細化機構2的出料端直通道4連接，通過成型型腔14，待加工材料就可以擠壓成各種形狀的高性能產(chǎn)品。
如圖3所示，為本發(fā)明的第三較佳實施例，包括進料機構1、細化機構2、成型機構3。進料機構1包括擠壓桿16、擠壓筒17，擠壓桿16和擠壓筒17構成擠壓型腔18，待加工材料在擠壓型腔18中被擠壓桿16壓縮推動，進入細化機構2，細化機構2包括直通道4、圓筒式模套8、折線式通道7、圓柱體式模芯5和6(沿軸線分型為兩半)，在分型面上沿軸線開設折線式凹槽，分型面軸線兩端設有直通道4與折線式凹槽連接，兩半圓柱體式模芯5和6組合后依靠2°的配合錐度裝入模套8中構成折線式通道7。材料由進料端直通道4進入，經(jīng)過折線式通道7的若干次強烈剪切應力產(chǎn)生大應變，從而使材料的組織超細化且均勻分布，然后由細化機構2的出料端直通道4進入成型機構3，成型機構3由成型模10和成型型腔11構成，通過成型型腔11，待加工材料就可以擠出成棒狀或條狀的高性能產(chǎn)品。
權利要求
1.一種折線式擠壓成型裝置，包括進料機構(1)、細化機構(2)，其特征在于，還包括成型機構(3)，其中細化機構(2)包括直通道(4)、兩半圓柱體式模芯(5、6)、圓筒式模套(8)，兩半圓柱體式模芯(5、6)沿軸線分型，在分型面上沿軸線開設折線式凹槽，分型面軸線兩端設有直通道(4)與折線式凹槽連接，兩半圓柱體式模芯(5、6)組合后裝入模套(8)中構成折線式通道(7)，細化機構(2)通過兩端直通道(4)分別與進料機構(1)、成型機構(3)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的折線式擠壓成型裝置，其特征是，所述的進料機構(1)為驅動機構，由擠壓桿(16)、擠壓筒(17)構成擠壓型腔(18)，擠壓桿(16)在擠壓筒(17)中，擠壓型腔(18)與細化機構(2)的直通道(4)連接，或者由導輪(12)構成。
3.根據(jù)權利要求1所述的折線式擠壓成型裝置，其特征是，兩半圓柱體式模芯(5、6)組合后依靠1°～5°的配合錐度裝入模套(8)中。
4.根據(jù)權利要求1所述的折線式擠壓成型裝置，其特征是，所述的成型機構(3)為軋輥(9)或者成型模具。
5.根據(jù)權利要求4所述的折線式擠壓成型裝置，其特征是，成型模具包括成型模(13)、成型模(15)，成型模(13、15)構成成型型腔(14)；或者包括成型模(10)和成型型腔(11)，成型型腔(14)或者成型型腔(11)與細化機構(2)的直通道(4)連接。
全文摘要
一種折線式擠壓成型裝置，屬于材料加工領域。本發(fā)明包括三大部分進料機構、細化機構、成型機構。細化機構包括直通道、兩半圓柱體式模芯、圓筒式模套，兩半圓柱體式模芯沿軸線分型，在分型面上沿軸線開設折線式凹槽，分型面軸線兩端設有直通道與折線式凹槽連接，兩半圓柱體式模芯組合后依靠1°～5°的配合錐度裝入模套中構成折線式通道，細化機構通過兩端直通道分別與進料機構、成型機構連接。本發(fā)明具有顯著的晶粒細化效果，結構簡單，加工容易，實用面廣，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，易于工業(yè)應用。
文檔編號B21C23/00GK1709603SQ200510026808
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權日2005年6月16日
發(fā)明者陳勇軍, 王渠東 申請人:上海交通大學