專(zhuān)利名稱(chēng)：鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具。
背景技術(shù)：
鎂合金在實(shí)用金屬中是最輕的金屬，具有高強(qiáng)度、高剛性，傳熱性、電磁波屏蔽性、 機(jī)械加工性能、耐凹陷性和抗蠕變性能好，在汽車(chē)、電子、電器、交通、航天、航空和國(guó)防軍事工業(yè)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。但是，作為一種新興材料，鎂的現(xiàn)有使用狀況遠(yuǎn)沒(méi)有充分發(fā)揮它的潛在優(yōu)勢(shì)，鎂合金在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用方面的發(fā)展遠(yuǎn)不及鋁合金和鋼鐵工業(yè)。鎂合金來(lái)變形時(shí)只有3個(gè)幾何滑移系，其中獨(dú)立滑移系只有2個(gè)，因此鎂合金的室溫塑性較低，即其冷變形是有限的。目前工程上鎂合金成形加工主要采用壓鑄、半固態(tài)成形及觸變成形等鑄造加工技術(shù)，全世界范圍內(nèi)鎂合金產(chǎn)品有90%以上是鑄件，但是鑄造鎂合金存在晶粒粗大、力學(xué)性能較差、易產(chǎn)生缺陷等缺點(diǎn)。將鎂合金鑄錠通過(guò)鍛造、擠壓和軋制等塑性加工技術(shù)可以有效地改善鎂合金的微觀組織、消除鑄造缺陷、提高材料的力學(xué)性能。熱擠壓加工與其他加工方法的不同點(diǎn)在于，變形在近似密閉的工具內(nèi)進(jìn)行，材料在變形過(guò)程中承受很高的靜水壓力，有利于消除鑄錠中的夾渣、氣孔、疏松和縮尾等缺陷， 提高材料的可成形性，使材料在一次成形中能承受較大的變形量，從而使產(chǎn)品的組織性能得到提高。所以熱擠壓加工有利于最大限度的發(fā)揮金屬的塑性，生產(chǎn)靈活、工藝操作簡(jiǎn)單， 熱擠壓制品尺寸精確、表面質(zhì)量高。通常鎂合金的擠壓是在大型擠壓機(jī)或者壓力機(jī)上進(jìn)行， 并且需要加熱和控溫裝置，比較適于應(yīng)用在大尺寸擠壓制品上，但是現(xiàn)有的擠壓機(jī)不能很好的適應(yīng)直徑較小的鎂合金棒材的加工，擠壓力偏大、模具尺寸和結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、操作工序較多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，更換模具困難。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述存在的問(wèn)題提供一種鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，通過(guò)簡(jiǎn)單的換模和自加熱，可加工出不同規(guī)格的直徑較小的鎂合金棒材。上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其組成包括下模座、上模座，所述的下模座連接下模，所述的下模座連接一組導(dǎo)柱，所述的導(dǎo)柱與所述的下模座過(guò)盈配合，所述的上模座分別連接上模、壓頭和一組導(dǎo)套，所述的上模和所述的上模座過(guò)盈配合，所述的上模和所述的壓頭間隙配合，所述的上模和所述的導(dǎo)套過(guò)盈配合，所述的上模與所述的下模之間通過(guò)錐面定位。所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的下模座與所述的上模座之間連接一組螺栓，所述的螺栓上套有彈簧和套筒。所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的上模和所述的下模外壁設(shè)有保溫套，所述的保溫套和所述的上模上設(shè)有貫通的不穿過(guò)上模內(nèi)壁的測(cè)溫孔，所述的上模、所述的下模和所述的壓頭分別具有加熱孔。所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的下模的入模錐角度為60°，所述的下模的入口處采用半徑為2 3mm的圓角過(guò)渡。有益效果1、采用本實(shí)用新型能夠順利加工直徑d為φ壙30mm的鎂合金棒材，生產(chǎn)成本低， 材料利用率高，坯料變形均勻，擠壓力小，產(chǎn)品尺寸精度高，表面質(zhì)量好。、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去傳統(tǒng)的擠壓筒結(jié)構(gòu)，更換模具方便，成本低廉，使用壽命長(zhǎng)。、本實(shí)用新型上模、下模和壓頭分別設(shè)置有加熱孔，里面插入加熱棒，對(duì)模具進(jìn)行自加熱，省去了額外的加熱裝置，并且避免了安裝過(guò)程中的熱量損失。并且在上模的外壁上套設(shè)有玻璃纖維保溫套，防止擠壓過(guò)程模具降溫過(guò)快。為了掌握擠壓過(guò)程模具的實(shí)際溫度， 保溫套和上模上設(shè)有貫通的接近上模內(nèi)壁的測(cè)溫孔，測(cè)溫孔內(nèi)插入測(cè)溫設(shè)備(如便攜式熱電偶)實(shí)時(shí)測(cè)量模具的溫度變化。、上模座和下模座上分別設(shè)有4根導(dǎo)套和導(dǎo)柱，還設(shè)有4個(gè)螺栓，螺栓上套有彈簧， 利用彈簧的彈性作用，上模座將模具帶起，方便于更換下模。、為了利于金屬流動(dòng)，減小擠壓力，提高模具壽命，下模的入模錐度角α采用 60 °，下模入口處采用半徑為2mm的圓角過(guò)渡，定徑帶長(zhǎng)度1選擇6mm，型腔尺寸d為 4 30mmo
附圖1是本實(shí)用新型的俯視圖。附圖2是附圖1的A-A剖面圖。附圖3是下模的主視圖，圖中α為入模錐度角，d為型腔尺寸。附圖4是下模的俯視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其組成包括下模座7、上模座3，所述的下模座連接下模9，所述的下模座連接一組導(dǎo)柱10，所述的導(dǎo)柱與所述的下模座過(guò)盈配合，所述的上模座分別連接上模2、壓頭14和一組導(dǎo)套12，所述的上模和所述的上模座過(guò)盈配合，所述的上模和所述的壓頭間隙配合，所述的上模和所述的導(dǎo)套過(guò)盈配合，所述的上模與所述的下模之間通過(guò)錐面定位。實(shí)施例2 上述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的下模座與所述的上模座之間連接一組螺栓1，所述的螺栓上套有彈簧4和套筒6。實(shí)施例3 上述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的上模和所述的下模外壁設(shè)有保溫套13，所述的保溫套和所述的上模上設(shè)有貫通的不穿過(guò)上模內(nèi)壁的測(cè)溫孔11，所述的上模、所述的下模和所述的壓頭分別具有加熱孔5。實(shí)施例4 上述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的下模的入模錐角度為60°，所述的下模的入口處采用半徑為2 3mm的圓角過(guò)渡。本實(shí)用新型根據(jù)壓力機(jī)噸位、制品規(guī)格、所允許擠壓比范圍等確定上模工作內(nèi)徑D 和外徑Dl符合Dl/D=2. 0 2· 2。在上模2外壁上套設(shè)有玻璃纖維保溫套13，防止擠壓過(guò)程模具降溫過(guò)快。為了掌握擠壓過(guò)程模具的實(shí)際溫度，保溫套13和上模2上設(shè)有貫通的接近上模內(nèi)壁的測(cè)溫孔11， 測(cè)溫孔內(nèi)插入測(cè)溫設(shè)備(如便攜式熱電偶)實(shí)時(shí)測(cè)量模具的溫度變化。本實(shí)用新型下模9采用整體結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖3。為了利于金屬流動(dòng)，減小擠壓力，提高模具壽命，下模的入模錐度角α采用60°，下模入口處采用半徑為2mm的圓角過(guò)渡，定徑帶長(zhǎng)度1選擇6mm，型腔尺寸d為4 30讓。為了減小摩擦阻力，型腔下部導(dǎo)流孔15適當(dāng)放大 2 4mmο本實(shí)用新型提供的成型模具可以在普通的立式液壓機(jī)上使用。擠壓完成后，松動(dòng)螺栓1，壓力機(jī)此時(shí)回程，利用彈簧4的彈性作用將壓頭14、上模2和上模座3彈起一定高度(下模9上的錐面高度即可)，卸下下模9。根據(jù)擠壓棒的規(guī)格要求，通過(guò)簡(jiǎn)單的更換下模， 能夠方便的擠壓多種規(guī)格的棒材。本實(shí)用新型所述壓頭、上模和下模采用常用的3Cr2W8V模具鋼材料制造，經(jīng)過(guò)油淬和多次回火后硬度達(dá)到58飛0HRC。為了降低模具的成本，上模座和下模座等部分采用普通45鋼制造。以下給出制備的具體實(shí)施例。實(shí)施例(本實(shí)施例為擠壓直徑為20mm的鎂合金棒材)本實(shí)施例所用模具結(jié)構(gòu)如圖1所示，上模2內(nèi)徑為40mm，下模9型腔直徑為20mm， 模具擠壓過(guò)程如下(1)采用機(jī)加工將鎂合金坯料車(chē)成直徑為39. 9的圓柱體，將外表面均勻涂敷潤(rùn)滑劑；將上模2和下模9內(nèi)壁清理干凈后均勻涂敷潤(rùn)滑劑；將壓頭14表面清理干凈后均勻涂敷潤(rùn)滑劑。(2)上模2通過(guò)過(guò)盈配合壓入上模座3上，上模2和下模9通過(guò)錐面定位，將坯料 8裝入上模2內(nèi)，壓頭14壓上坯料，用螺栓1將模具緊固。(3)將模具置于立式液壓機(jī)工作臺(tái)上。將加熱棒5安裝到壓頭14、上模2和下模 9中，通過(guò)溫度控制儀給模具和坯料加熱，加熱到預(yù)定溫度之后開(kāi)動(dòng)液壓機(jī)，開(kāi)始擠壓。(4)引出擠壓棒，松動(dòng)螺栓1，壓力機(jī)回程，此時(shí)利用彈簧4的彈性作用將壓頭14、 上模2和上模座3彈起一定高度(下模9上的錐面高度即可)，卸下下模9，清理模具，更換不同擠壓比的下模以備后用。本實(shí)施例擠壓過(guò)程中擠壓力很小，最大擠壓力只有200KN。獲得的鎂合金棒材表面光滑。
權(quán)利要求1.鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其組成包括下模座、上模座，其特征是所述的下模座連接下模座，所述的下模座連接一組導(dǎo)柱，所述的導(dǎo)柱與所述的下模座過(guò)盈配合，所述的上模座分別連接上模、壓頭和一組導(dǎo)套，所述的上模和所述的上模座過(guò)盈配合，所述的上模和所述的壓頭間隙配合，所述的上模和所述的導(dǎo)套過(guò)盈配合，所述的上模與所述的下模之間通過(guò)錐面定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其特征是所述的下模座與所述的上模座的連接通過(guò)一組螺栓連接，所述的螺栓上套有彈簧和套筒。
3..根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其特征是所述的上模和所述的下模外壁設(shè)有保溫套，所述的保溫套和所述的上模上設(shè)有貫通的不穿過(guò)上模內(nèi)壁的測(cè)溫孔，所述的上模、所述的下模和所述的壓頭分別具有加熱孔。
4..根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其特征是所述的下模的入模錐角度為60°，所述的下模的入口處采用半徑為2 3mm的圓角過(guò)渡。
5..根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其特征是所述的下模的入模錐角度為60°，所述的下模的入口處采用半徑為2 3mm的圓角過(guò)渡。
專(zhuān)利摘要鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具?，F(xiàn)有的擠壓機(jī)不能很好的適應(yīng)直徑較小的鎂合金棒材的加工，擠壓力偏大、模具尺寸和結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、操作工序較多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，更換模具困難。本實(shí)用新型的組成包括下模座(7)、上模座(3)，所述的下模座連接下模(9)，所述的下模座連接一組導(dǎo)柱(10)，所述的導(dǎo)柱與所述的下模座過(guò)盈配合，所述的上模座分別連接上模(2)、壓頭(14)和一組導(dǎo)套(12)，所述的上模和所述的上模座過(guò)盈配合，所述的上模和所述的壓頭間隙配合，所述的上模和所述的導(dǎo)套過(guò)盈配合，所述的上模與所述的下模之間通過(guò)錐面定位。本實(shí)用新型用于鎂合金棒材自加熱擠壓成型。
文檔編號(hào)B21C25/02GK202006226SQ20102066128
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者于彥東, 崔林林, 李彩霞, 李超 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)