專利名稱：一種制備半固態(tài)合金漿料的拔長模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半固態(tài)合金漿料的制備領(lǐng)域，具體為一種制備半固態(tài)合金漿料的拔長模具。
背景技術(shù)：
半固態(tài)金屬技術(shù)是20世紀(jì)70年代提出的一種介于液態(tài)、固態(tài)成形的技術(shù)。它由于具有充型平穩(wěn)、制件致密性高、對模具的熱沖擊小、力學(xué)性能高、成形力低等特點，在汽車、航空、航天等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。其中，制備出具有均勻、細(xì)小的非枝晶組織的半固態(tài)金屬漿料，是半固態(tài)金屬成形技術(shù)中最重要的一個環(huán)節(jié)，是半固態(tài)金屬成形技術(shù)的關(guān)鍵及基礎(chǔ)。半固態(tài)漿料的質(zhì)量決定了后續(xù)加工手段以及最終成形工件的質(zhì)量。目前，半固態(tài)漿料的制備技術(shù)已達(dá)20多種，主要分為:液態(tài)法、控制凝固法和固態(tài)法三種。其中，應(yīng)變誘發(fā)熔化激活法(SIMA法:Strain Induced Melt Activation,)屬于固態(tài)法，它不需要液態(tài)金屬的攪拌工序，因此制備的半固態(tài)漿料致密度高、無污染、適用范圍廣，尤其對制備較高熔點合金的半固態(tài)漿料具有獨特的優(yōu)越性。SIMA制漿法包括預(yù)變形和重熔加熱兩個步驟，首先對合金進(jìn)行預(yù)變形，儲備變形能；然后對變形后合金進(jìn)行重熔加熱，將其加熱至半固態(tài)溫度區(qū)間并保溫，即可得到半固態(tài)坯料。在SIMA制漿法中，預(yù)變形包括墩粗、擠壓等傳統(tǒng)方法與等徑角擠壓、高壓扭轉(zhuǎn)等新方法。墩粗、擠壓等傳統(tǒng)方法制備半固態(tài)漿料時，具有變形量小、變形不均勻并最終導(dǎo)致制備的漿料球化率低、組織和性能不均勻等缺點。等徑角擠壓、高壓扭轉(zhuǎn)等新的制漿方法，具有變形量大、模具復(fù)雜等特點，使得制備的漿料試樣小、工藝復(fù)雜等缺點。
發(fā)明內(nèi)容為了克服傳統(tǒng)SIMA法制備半固態(tài)漿料的缺點，本實用新型提供一種半固態(tài)合金漿料的拔長模具，并利用該模具對坯料進(jìn)行多道次、多火的拔長變形，然后將變形的坯料重熔保溫制備半固態(tài)合金漿料。模具結(jié)構(gòu)簡單，得到的半固態(tài)漿料組織和性能均勻，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中制備半固態(tài)漿料的質(zhì)量缺陷問題。本實用新型的技術(shù)方案是:模具由一對凹模和夾具組成，一對凹模分為上凹模2和下凹模1，上凹模2和下凹模I合并在一起，夾具3的兩端分別固定在上凹模2和下凹模的I側(cè)邊；下凹模I的上表面有凹腔或凸臺，上凹模2上相對應(yīng)的位置有凸臺或凹腔。凸臺與凹腔起導(dǎo)向作用，使凸模2相對于凹模I運(yùn)動時起到約束的作用。夾具3是由一段圓弧和兩條平行線段組成的圓形截面彎曲結(jié)構(gòu)件。如圖1 3所示。所述上凹模I是依次由一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱的連接組成的型腔，一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱之間是用倒角連接，下凹模I與上凹模2的型腔結(jié)構(gòu)相同，上凹模2和下凹模I合并在一起組成一對凹模。所述下凹模I的凹腔或凸臺為四個，分布在下凹模上表面的四個角，上凹模2上相對應(yīng)的位置有四個凸臺或凹腔。[0009]本實用新型依據(jù)的原理是:采用一種鍛造變形與重熔加熱的SIMA法制備半固態(tài)合金漿料，此種方法是將放置在模具內(nèi)的坯料使用液壓機(jī)或者空氣錘進(jìn)行多道次、多火的拔長變形，使合金坯料的變形量達(dá)到20 50%，然后將變形的坯料加熱至液固區(qū)間并保溫一定時間，最終制備出一定固相率的半固態(tài)合金漿料。在實施此方法的過程中，多道次、多火的坯料拔長變形可以依賴于此模具，且模具可以約束坯料的變形，使其變形更均勻。本實用新型的有益效果是:1、采用本實用新型，使合金坯料進(jìn)行多道次、多火的拔長變形。在拔長過程中，坯料受制于模具的約束、無法自由變形，因此坯料的變形更均勻，而且坯料可以獲得較大的塑性變形，破碎坯料的初始枝晶、細(xì)化晶粒，并儲備大量的塑性變形能，晶使粒內(nèi)部產(chǎn)生大量的位錯和大角度的亞晶界，從而在重熔保溫過程中能獲得細(xì)小、均勻、球化率高的半固態(tài)組織；2、上凹模是依次由一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱的連接組成的型腔，其中，尺寸較大半圓柱的內(nèi)徑與坯料的外徑相同，該半圓柱的型腔主要起支撐坯料并使坯料保持水平送進(jìn)的作用；半圓臺型腔的作用是使坯料漸進(jìn)變形，可以根據(jù)坯料的塑性變形特點，調(diào)整半圓臺型腔的尺寸；尺寸較小半圓柱的內(nèi)徑與變形后坯料的外徑相同，該半圓柱型腔主要使變形后坯料圓整；3、下凹模的上表面有4個凹腔或凸臺，上凹模上相對應(yīng)的位置有4個凸臺或凹腔，這4對凹腔和凸臺主要起導(dǎo)向作用，目的是使上凹模相對于下凹模運(yùn)動，約束上凹模的運(yùn)動，這樣坯料在進(jìn)行拔長變形時，能夠確保坯料在尺寸精度較高的凹模型腔內(nèi)變形，最終使坯料變形均勻性更好、變形后尺寸精度和表面質(zhì)量更高；4、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作更加方便、拔長成形效率更高，且容易加工和實施。

圖1為本實用新型的模具三維造型示意圖；圖2為本實用新型的下凹模結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的上凹模結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號為:1-下凹模，2-上凹模，3-夾具。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述，但本實用新型不限于以下所述范圍。實施例1:本實施例制備半固態(tài)合金漿料的模具由一對凹模和夾具組成，一對凹模分為上凹模2和下凹模1，上凹模2和下凹模I合并在一起，夾具3的兩端分別固定在上凹模2和下凹模的I側(cè)邊；下凹模I的上表面有凹腔或凸臺，上凹模2上相對應(yīng)的位置有凸臺或凹腔。凸臺與凹腔起導(dǎo)向作用，使凸模2相對于凹模I運(yùn)動時起到約束的作用。夾具3是由一段圓弧和兩條平行線段組成的圓形截面彎曲結(jié)構(gòu)件。上凹模I是依次由一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱的連接組成的型腔，一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱之間是用倒角連接，下凹模I與上凹模2的型腔結(jié)構(gòu)相同，上凹模2和下凹模I合并在一起組成一對凹模。下凹模I的凹腔或凸臺為四個，分布在下凹模上表面的四個角，上凹模2上相對應(yīng)的位置有四個凸臺或凹腔。[0021]實施例2:本實施例制備半固態(tài)合金衆(zhòng)料的模具由一對凹模和夾具組成,一對凹模分為上凹模2和下凹模1，上凹模2和下凹模I合并在一起，夾具3的兩端分別固定在上凹模2和下凹模的I側(cè)邊；下凹模I的上表面有凹腔或凸臺，上凹模2上相對應(yīng)的位置有凸臺或凹腔。凸臺與凹腔起導(dǎo)向作用，使凸模2相對于凹模I運(yùn)動時起到約束的作用。夾具3是由一段圓弧和兩條平行線段組成的圓形截面彎曲結(jié)構(gòu)件。上凹模I是依次由一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱的連接組成的型腔，一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱之間是用倒角連接，下凹模I與上凹模2的型腔結(jié)構(gòu)相同，上凹模2和下凹模I合并在一起組成一對凹模。以上結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作了詳細(xì)說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
權(quán)利要求1.一種制備半固態(tài)合金衆(zhòng)料的模具，模具由一對凹模和夾具組成，一對凹模分為上凹模(2)和下凹模(1)，上凹模(2)和下凹模(I)合并在一起，夾具(3)的兩端分別固定在上凹模(2)和下凹模的(I)側(cè)邊，其特征在于:下凹模(I)的上表面有凹腔或凸臺，上凹模(2)上相對應(yīng)的位置有凸臺或凹腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備半固態(tài)合金漿料的模具，其特征在于:所述上凹模(I)是依次由一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱的連接組成的型腔，一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱之間是用倒角連接，下凹模(I)與上凹模(2)的型腔結(jié)構(gòu)相同，上凹模(2)和下凹模(I)合并在一起組成一對凹模。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備半固態(tài)合金漿料的模具，其特征在于:所述下凹模(I)的凹腔或凸臺為四個，分布在下凹模上表面的四個角，上凹模(2)上相對應(yīng)的位置有四個凸臺或凹 腔。
專利摘要本實用新型涉及半固態(tài)合金漿料的制備領(lǐng)域，具體為一種制備半固態(tài)合金漿料的拔長模具。模具由一對凹模和夾具組成，一對凹模分為上凹模和下凹模，上凹模和下凹模合并在一起，夾具的兩端分別固定在上凹模和下凹模的側(cè)邊；下凹模的上表面有凹腔或凸臺，上凹模上相對應(yīng)的位置有凸臺或凹腔。上凹模是依次由一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱的連接組成的型腔，一個半圓柱、一個半圓臺和另一個半圓柱之間是用倒角連接，下凹模與上凹模的結(jié)構(gòu)相同，上凹模和下凹模合并在一起組成一對凹模。該裝置是對現(xiàn)有裝置的改進(jìn)，改進(jìn)后的裝置操作更加方便、拔長成形效率更高，得到的拔長坯料更圓整且表面質(zhì)量更高，變形量更大。
文檔編號B21J13/02GK203155924SQ20132016779
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者肖寒, 吳龍彪, 王佳, 周榮, 盧德宏, 蔣業(yè)華, 周榮峰 申請人:昆明理工大學(xué)