一種制備超細(xì)晶材料的t型復(fù)合連續(xù)擠壓模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超細(xì)晶材料制備模具，尤其是一種制備超細(xì)晶材料的T型復(fù)合連續(xù)擠壓模具。
【背景技術(shù)】
[0002]晶粒細(xì)化是提高材料力學(xué)性能的一種有效方法。近年來，等徑角擠壓，簡(jiǎn)稱ECAP技術(shù)成為目前材料科學(xué)研宄領(lǐng)域中的一個(gè)研宄熱點(diǎn)。ECAP以純剪切的方式實(shí)現(xiàn)塊體材料劇烈塑性變形，通過多道次擠壓積累大量應(yīng)變，從而使材料晶粒細(xì)化，形成超細(xì)晶材料，甚至納米材料。然而，傳統(tǒng)的ECAP變形由于模具內(nèi)外角的差異，使所獲得的材料晶粒往往沿截面從上到下尺寸分布不均勻，材料內(nèi)部等效應(yīng)力、等效應(yīng)變等場(chǎng)量的分布也差異較大，極大地降低了材料的綜合力學(xué)性能，制約著納米級(jí)金屬材料的發(fā)展。此外，當(dāng)坯料通過模具轉(zhuǎn)角時(shí)，所受剪切力很大，加大了擠壓設(shè)備和模具的負(fù)擔(dān)；且坯料在強(qiáng)塑性變形條件下表面存在強(qiáng)烈的拉應(yīng)力，由于沒有有效的背壓作用，易出現(xiàn)裂紋、斷裂等缺陷，生產(chǎn)效率低下，容易造成材料的浪費(fèi)，從而增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型為了解決目前當(dāng)坯料經(jīng)等徑角擠壓后等效應(yīng)力、等效應(yīng)變等不均勻程度較大，坯料通過較大模具轉(zhuǎn)角時(shí)所受剪切力過大，表面存在強(qiáng)烈的拉應(yīng)力，而易出現(xiàn)裂紋、甚至斷裂，生產(chǎn)效率低下，增加成本的問題，本實(shí)用新型提供了一種制備超細(xì)晶材料的T型復(fù)合連續(xù)擠壓模具，該模具能夠改善坯料經(jīng)多次擠壓后存在的均勻性下降情況、細(xì)化晶粒、減少殘余拉應(yīng)力、提尚還料的力學(xué)性能、提尚還料均勾性以及提尚還料的利用率。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種制備超細(xì)晶材料的T型復(fù)合連續(xù)擠壓模具，包括:模具底座、緊固螺栓、左擠壓桿、左半凹模、水平通道、右半凹模、右擠壓桿、上變徑直立通道、上等徑直立通道、轉(zhuǎn)向斜通道、下等徑直立通道、下變徑直立通、變徑出口通道；該模具有一個(gè)由兩個(gè)形狀相同并對(duì)稱的左半凹模和右半凹模合并固定組成的一個(gè)組合凹模，該組合凹模通過模具底座、緊固螺栓緊固連接成一體；在組合凹模的上部設(shè)有貫通的水平通道，在水平通道內(nèi)吻合套裝有“T”字型左擠壓桿、右擠壓桿，在組合凹模水平通道的中間位置向下垂直依次貫通設(shè)有:上變徑直立通道、上等徑直立通道、經(jīng)轉(zhuǎn)角120°轉(zhuǎn)角后的轉(zhuǎn)向斜通道、再經(jīng)向下轉(zhuǎn)角120°轉(zhuǎn)角后的下等徑直立通道、下變徑直立通道、變徑出口通道，該上變徑直立通道與下變徑直立通道的截面尺寸逐漸縮小，再連接著變徑出口通道，其截面尺寸再逐漸增大至出口 ；各個(gè)通道轉(zhuǎn)角處都有相應(yīng)的圓角以降低應(yīng)力集中。
[0005]使用時(shí)，將合金坯料放置在水平通道內(nèi)，再裝入左擠壓桿、右擠壓桿，開動(dòng)左右擠壓缸，使左擠壓桿、右擠壓桿勻速向中心擠壓，迫使坯料在水平通道內(nèi)受力變形，進(jìn)入上變徑直立通道，再順序進(jìn)入上等徑直立通道、轉(zhuǎn)向斜通道、下等徑直立通道、下變徑直立通道、變徑出口通道；當(dāng)左擠壓桿、右擠壓桿的壓頭壓到相互距離為2mm時(shí)，精度±0.1，退出左擠壓桿、右擠壓桿，在右擠壓桿的通道內(nèi)加入下一根還料，再開動(dòng)右擠壓桿向左側(cè)擠壓還料，切斷并推出廢料，直至廢料取出，然后復(fù)位，開動(dòng)左擠壓桿、右擠壓桿，重復(fù)以上操作。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:該模具能夠在坯料經(jīng)過大量大塑性變形的同時(shí)，最大程度上保證坯料的均勻性，提高坯料的力學(xué)性能和利用率，達(dá)到如此大程度的晶粒細(xì)化而相對(duì)減輕設(shè)備的擠壓負(fù)擔(dān)、多種擠壓工藝的復(fù)合連續(xù)擠壓確保了晶粒的進(jìn)一步剪切、細(xì)化坯料，坯料出口時(shí)避免了因出口膨脹而導(dǎo)致坯料難以取出的問題，也給坯料提供了適當(dāng)?shù)纳煺箍臻g，減少了殘余應(yīng)力的危害。
【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0008]圖1是本實(shí)用新型的主視圖半剖圖。
[0009]圖2是本實(shí)用新型的左視圖局部剖視圖。
[0010]圖中1.模具底座，2.緊固螺栓，3.左擠壓桿，4.左半凹模，5.水平通道，6.右半凹模，7.右擠壓桿，8.上變徑直立通道，9.上等徑直立通道，10.轉(zhuǎn)向斜通道，11.下等徑直立通道，12.下變徑直立通，13.變徑出口通道。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在圖1、圖2中，一種制備超細(xì)晶材料的T型復(fù)合連續(xù)擠壓模具，包括:模具底座1、緊固螺栓2、左擠壓桿3、左半凹模4、水平通道5、右半凹模6、右擠壓桿7、上變徑直立通道
8、上等徑直立通道9、轉(zhuǎn)向斜通道10、下等徑直立通道11、下變徑直立通12、變徑出口通道13;該模具有一個(gè)由兩個(gè)形狀相同并對(duì)稱的左半凹模4和右半凹模6合并固定組成的一個(gè)組合凹模，該組合凹模通過模具底座1、緊固螺栓2緊固連接成一體；在組合凹模的上部設(shè)有貫通的水平通道5，在水平通道5內(nèi)吻合套裝有“T”字型左擠壓桿3、右擠壓桿7，在組合凹模水平通道5的中間位置向下垂直依次貫通設(shè)有:上變徑直立通道8、上等徑直立通道9、經(jīng)轉(zhuǎn)角120°轉(zhuǎn)角后的轉(zhuǎn)向斜通道10、再經(jīng)向下轉(zhuǎn)角120°轉(zhuǎn)角后的下等徑直立通道11、下變徑直立通道12、變徑出口通道13，該上變徑直立通道8與下變徑直立通道12的截面尺寸逐漸縮小，再連接著變徑出口通道13，其截面尺寸再逐漸增大至出口 ；各個(gè)通道轉(zhuǎn)角處都有相應(yīng)的圓角以降低應(yīng)力集中。
[0012]使用時(shí)，將合金坯料放置在水平通道5內(nèi)，再裝入左擠壓桿3、右擠壓桿7，開動(dòng)左右擠壓缸，使左擠壓桿3、右擠壓桿7勻速向中心擠壓，迫使坯料在水平通道5內(nèi)受力變形，進(jìn)入上變徑直立通道8，再順序進(jìn)入上等徑直立通道9、轉(zhuǎn)向斜通道1、下等徑直立通道11、下變徑直立通道12、變徑出口通道13;當(dāng)左擠壓桿3、右擠壓桿7的壓頭壓到相互距離為2mm時(shí)，精度±0.1，退出左擠壓桿3、右擠壓桿7，在右擠壓桿7的通道內(nèi)加入下一根還料，再開動(dòng)右擠壓桿7向左側(cè)擠壓坯料，切斷并推出廢料，直至廢料取出，然后復(fù)位，開動(dòng)左擠壓桿3、右擠壓桿7，重復(fù)以上操作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備超細(xì)晶材料的T型復(fù)合連續(xù)擠壓模具，包括:模具底座(1)、緊固螺栓(2)、左擠壓桿(3)、左半凹模(4)、水平通道(5)、右半凹模(6)、右擠壓桿(7)、上變徑直立通道(8)、上等徑直立通道(9)、轉(zhuǎn)向斜通道(10)、下等徑直立通道(11)、下變徑直立通(12)、變徑出口通道(13);其特征是:該模具有一個(gè)由兩個(gè)形狀相同并對(duì)稱的左半凹模(4)和右半凹模(6)合并固定組成的一個(gè)組合凹模，該組合凹模通過模具底座(1)、緊固螺栓(2)緊固連接成一體；在組合凹模的上部設(shè)有貫通的水平通道(5)，在水平通道(5)內(nèi)吻合套裝有“T”字型左擠壓桿(3)、右擠壓桿(7)，在組合凹模水平通道(5)的中間位置向下垂直依次貫通設(shè)有:上變徑直立通道(8)、上等徑直立通道(9)、經(jīng)轉(zhuǎn)角120°轉(zhuǎn)角后的轉(zhuǎn)向斜通道(10)、再經(jīng)向下轉(zhuǎn)角120°轉(zhuǎn)角后的下等徑直立通道(11)、下變徑直立通道(12)、變徑出口通道(13 )，該上變徑直立通道(8 )與下變徑直立通道(12)的截面尺寸逐漸縮小，再連接著變徑出口通道(13)，其截面尺寸再逐漸增大至出口 ；各個(gè)通道轉(zhuǎn)角處都有相應(yīng)的圓角。
【專利摘要】一種制備超細(xì)晶材料的T型復(fù)合連續(xù)擠壓模具，該模具有一個(gè)由兩個(gè)形狀相同并對(duì)稱的左半凹模和右半凹模合并固定組成的一個(gè)組合凹模，該組合凹模通過模具底座、緊固螺栓緊固連接成一體；在組合凹模的上部設(shè)有貫通的水平通道，在水平通道內(nèi)吻合套裝有左擠壓桿、右擠壓桿，在組合凹模水平通道的中間位置向下垂直依次貫通設(shè)有：上變徑直立通道、上等徑直立通道、經(jīng)轉(zhuǎn)角120°轉(zhuǎn)角后的轉(zhuǎn)向斜通道、再經(jīng)向下轉(zhuǎn)角120°轉(zhuǎn)角后的下等徑直立通道、下變徑直立通道、變徑出口通道；各個(gè)通道轉(zhuǎn)角處都有相應(yīng)的圓角。該模具能夠改善坯料經(jīng)多次擠壓后存在的均勻性下降情況、細(xì)化晶粒、減少殘余拉應(yīng)力、提高坯料的力學(xué)性能、提高坯料均勻性以及提高坯料的利用率。
【IPC分類】B21C25-08
【公開號(hào)】CN204564809
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520275585
【發(fā)明人】夏華明, 王曉溪, 朱珍, 董蔚霞
【申請(qǐng)人】徐州工程學(xué)院
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月4日