專利名稱：制備超細晶材料的u形等通道反復(fù)擠壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種材料加工領(lǐng)域的裝置，尤其是一種制備超細晶材料的U形等通道反復(fù)擠壓裝置。
背景技術(shù)：
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(jié)構(gòu)材料。受航空航天、交通運輸、住宅建筑、機械電子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。傳統(tǒng)壓力加工技術(shù)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(xué)性能，然而，傳統(tǒng)工業(yè)采用的擠壓、鍛造、軋制等壓力加工技術(shù)由于每次加工的應(yīng)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(shù)的研究表明，采用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(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利申請?zhí)?1104059.9，發(fā)明名稱往復(fù)式擠壓成型方法及其加工裝置，該專利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，將待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)的缺點在于集擠壓與鐓粗于一體，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，每道次變形量較小，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
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種制備超細晶材料的U形等通道反復(fù)擠壓裝置，使其晶粒細化能力強、操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、可連續(xù)擠壓，加工容易，實用面廣。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括擠壓桿、提手、右模腔、左模腔、弧形模腔、螺栓、凹模。其連接關(guān)系為凹模從中心線對稱分為兩半，在分型面設(shè)有左模腔、右模腔和弧形模腔，左、右模腔之間用弧形模腔相連，左、右模腔截面積相等、形狀一樣、中心線相互平行，形狀為方形或者圓形，弧形模腔與左、右模腔截面積相等、形狀一樣，與左、右模腔光滑過渡，兩半凹模依靠螺栓組合成U形擠壓等截面通道，擠壓桿在U形擠壓等截面通道上方，通過導(dǎo)軌或者轉(zhuǎn)動裝置導(dǎo)向，可以自由進出左、右模腔。凹模上設(shè)有提手。導(dǎo)軌或者轉(zhuǎn)動裝置導(dǎo)向為現(xiàn)有成熟技術(shù)。
本發(fā)明采用金屬制作，提手是為了方便裝置的搬動而設(shè)計的，凹模在擠壓前預(yù)熱至要求溫度。在擠壓過程中，待加工材料放入左模腔，在擠壓桿的作用下，沿左模腔進入弧形模腔，發(fā)生漸變的剪切塑性變形，繼續(xù)擠壓，材料從弧形模腔，進入右模腔，同樣發(fā)生剪切變形，恢復(fù)為原來的形狀，直到左模腔中的材料全部被壓入弧形模腔，第一道次擠壓結(jié)束。然后將擠壓桿退回，在導(dǎo)軌或者轉(zhuǎn)動裝置作用下，使擠壓桿進入右模腔，重復(fù)以上第一道次動作，材料又回到左模腔。反復(fù)以上過程，就可以獲得無限大的應(yīng)變，得到超細晶材料，以改善材料的性能。
本發(fā)明通過設(shè)置U形擠壓等截面通道，具有顯著的晶粒細化效果，金屬型裝置結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，實用面廣，可以制備純金屬、合金、金屬基復(fù)合材料、高分子材料等超細晶材料，由于沒有鐓粗過程，所以可以方便的制備難變形材料，如鎂合金等，只是需要提高該凹模和材料的加熱溫度或者在弧形模腔處采用較大的圓弧，不需要翻轉(zhuǎn)工件就實現(xiàn)連續(xù)擠壓，生產(chǎn)效率高。本發(fā)明具有晶粒細化能力強、操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、可連續(xù)擠壓的優(yōu)點。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為圖1所示A-A剖面圖具體實施方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括擠壓桿1、提手2、右模腔3、左模腔4、弧形模腔5、螺栓6、凹模7。其連接關(guān)系為凹模7從中心線對稱分為兩半，在分型面設(shè)有左模腔4、右模腔3和弧形模腔5，左、右模腔4、3之間用弧形模腔5相連，左、右模腔4、3截面積相等、形狀一樣、中心線相互平行，形狀為方形或者圓形，弧形模腔5與左、右模腔4、3截面積相等、形狀一樣，與左、右模腔4、3光滑過渡，兩半凹模依靠螺栓6組合U形擠壓等截面通道，擠壓桿1在該U形擠壓等截面通道上方，通過導(dǎo)軌或者轉(zhuǎn)動裝置導(dǎo)向，可以自由進出左、右模腔4、3。凹模7上設(shè)有提手2。
權(quán)利要求
1.一種制備超細晶材料的U形等通道反復(fù)擠壓裝置，包括擠壓桿(1)、右模腔(3)、左模腔(4)、螺栓(6)、凹模(7)，其特征在于，還包括提手(2)、弧形模腔(5)，凹模(7)從中心線對稱分為兩半，在分型面設(shè)有左模腔(4)、右模腔(3)和弧形模腔(5)，左、右模腔(4、3)之間用弧形模腔(5)相連，兩半凹模依靠螺栓(6)組合成U形擠壓等截面通道，擠壓桿(1)在U形擠壓等截面通道上方，凹模(7)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U形等通道反復(fù)擠壓裝置，其特征是，所述的左、右模腔(4、3)截面積相等、形狀一樣、中心線相互平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備超細晶材料的U形等通道反復(fù)擠壓裝置，其特征是，所述的左、右模腔(4、3)形狀為方形或者圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2或者3所述的制備超細晶材料的U形等通道反復(fù)擠壓裝置，其特征是，所述的左、右模腔(4、3)，弧形模腔(5)與其截面積相等、形狀一樣，與其光滑過渡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細晶材料的U形等通道反復(fù)擠壓裝置，其特征是，所述的擠壓桿(1)通過導(dǎo)軌或者轉(zhuǎn)動裝置導(dǎo)向，能自由進出左、右模腔(4、3)。
全文摘要
一種制備超細晶材料的U形等通道反復(fù)擠壓裝置，屬于材料加工領(lǐng)域。本發(fā)明包括擠壓桿、提手、右模腔、左模腔、弧形模腔、螺栓、凹模。凹模從中心線對稱分為兩半，在分型面設(shè)有左模腔、右模腔和弧形模腔，左、右模腔之間用弧形模腔相連，左、右模腔截面積相等、形狀一樣、中心線相互平行，形狀為方形或者圓形，弧形模腔與左、右模腔截面積相等、形狀一樣，與左、右模腔光滑過渡，兩半凹模依靠螺栓組合成U形擠壓等截面通道，擠壓桿在U形擠壓等截面通道上方，凹模上設(shè)有提手。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、晶粒細化能力強、實現(xiàn)了連續(xù)作業(yè)，具有顯著的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號B21C23/02GK1709605SQ200510026810
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)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(xué)