製備超細晶材料的往復擠壓裝置的製作方法
2023-06-10 05:16:36
專利名稱：製備超細晶材料的往復擠壓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種機械加工技術領域的裝置，具體是一種製備超細晶 材料的往復擠壓裝置。
技術背景超細晶材料是集優異的強度與良好的塑韌性於一體的高性能結構材料。受航 空航天、交通運輸、住宅建築、機械電子和國防軍工等國民經濟支柱產業需求的 牽引，對高比強度、高比剛度等高性能結構材料的需求日益增加，發展超細晶材 料是開發與製備高比強度、高比剛度等高性能結構材料的重要方法之一。傳統壓 力加工技術可以在材料成型的同時細化組織、消除鑄造缺陷，獲得比鑄態產品更 優異的力學性能，然而，傳統工業採用的擠壓、鍛造、軋制等壓力加工技術由於 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，採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。經對現有技術文獻的檢索發現，中國實用新型專利號ZL200420114966. X， 專利名稱製備超細晶材料的C形等通道往復擠壓模具，涉及利用往復擠壓工藝 製備超細晶材料。該專利自述為"本專利具有C形等通道模腔的凹模，在上下模 腔分別安裝一個衝頭，在壓力機的作用下，衝頭擠壓材料使其反覆變形。"但是， 該專利所涉及的模具為左右分體式結構，在擠壓過程中很容易產生飛邊，變形抗 力增加，材料浪費嚴重，其次，該工藝必須在具有雙缸的壓力機上才能實現，而 目前國內大多數的壓機為單缸壓力機，因此限制了往復擠壓工藝的工業化應用。發明內容本實用新型針對上述現有技術中的不足，提供了一種製備超細晶材料的往復 擠壓裝置，使其通過採用整體式凹模，消除飛邊、降低擠壓力，配套的底座使得 往復擠壓在單缸壓機上就能實現，整套裝置結構簡單，加工容易，實用面廣。本實用新型是通過以下技術方案實現的，本實用新型包括上壓杆、凹模、 下壓杆、底座、墊塊、縮頸區，其中凹模中間設有縮頸區，縮頸區將凹模分為 上模腔和下模腔，上壓杆置於上膜腔中，凹膜放置在底座上，底座與凹模下膜腔 相對應位置設有一圓形通孔，下壓杆置於底座的圓形通孔中，底座下端設置長槽， 墊塊置於底座的長槽中。所述底座，其上表面設有定位凸臺，用於固定凹模。所述定位突臺，其尺寸與凹模相同。所述墊塊，其長度比底座的長槽大。所述墊塊，其一端設有拉手。本實用新型工作時，凹模在擠壓前預熱至要求溫度在擠壓過程中，溫度根據 不同的坯料進行選擇，待加工的坯料放入上模腔，在上壓杆的作用下，坯料沿上 模腔進入縮頸區，繼續擠壓，坯料進入下模腔，當遇到下壓杆的阻擋後，坯料發 生鐓粗，直至上壓杆接觸到縮頸區，材料正好把下模腔充滿，第一道次擠壓結束， 然後將凹模上下翻轉，下壓杆變為上壓杆，下模腔變為上模腔，重複上一道工序， 反覆進行直至獲得所需應變量後，將墊塊和下壓杆移走，將材料直接擠壓出模具， 獲得與縮頸區相同形狀的超細晶材料。與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果本實用新型通過採用整體 式凹模，消除飛邊、降低擠壓力；配套的底座使得往復擠壓在單缸壓機上就能實 現；本實用新型可以製備純金屬、合金、金屬基複合材料、高分子材料等超細晶 材料，具有晶粒細化能力強，可將金屬的晶粒尺寸細化到1微米以下，操作方便、 結構簡單、實用性強、易於普及的優點。
圖1為本發明的立體結構示意圖；圖2為本發明縱向半剖剖面圖；圖3為本發明往復擠壓第二道次的結構圖；圖4為本發明往復擠壓結束時結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護 範圍不限於下述的實施例。本實施例所加工的坯料為AZ31鎂合金4。如圖l、圖2所示，本實施例包括上壓杆l、凹模2、下壓杆3、底座6、 墊塊7、縮頸區9，其中凹模2中間設有縮頸區9，縮頸區9將凹模2分為上 模腔和下模腔，上壓杆l置於上膜腔中，凹膜2放置在底座6上，底座6與凹模 2下膜腔相對應位置設有一圓形通孔，下壓杆3置於底座6的圓形通孔中，底座 6下端設置長槽6，墊塊7置於底座6的長槽中。所述底座6，其上表面設有定位凸臺5，用於固定凹模2。所述定位突臺5，其尺寸與凹模2相同。所述墊塊7，其長度比底座6的長槽大。所述墊塊7，其一端設有拉手8。本實施例工作時，凹模2在擠壓前預熱至250°C，在擠壓過程中，待加工AZ31 鎂合金4放入上模腔，在上壓杆1的作用下，AZ31鎂合金4沿上模腔進入縮頸 區9，繼續擠壓，AZ31鎂合金4進入下模腔，當遇到下壓杆3的阻擋後，AZ31 鎂合金4發生鐓粗，直至上壓杆1接觸到縮頸區9， AZ31鎂合金4正好把下模腔 充滿，第一道次擠壓結束，然後將凹模2上下翻轉，下壓杆3變為上壓杆1，下 模腔變為上模腔，如圖3所示，重複上一道工序，即完成第二道次，達到八道次 後將墊塊7和下壓杆3移走，將AZ31鎂合金4直接擠壓出模具，如圖4所示， 獲得平均晶粒尺寸為1微米的超細晶材料。本實施例通過採用整體式凹模，消除飛邊、降低擠壓力，配套的底座使得往 復擠壓在單缸壓機上就能實現，本實施例結構簡單、操作方便、實用性強，製備 出的超晶粒材料細化能力強。
權利要求1、一種製備超細晶材料的往復擠壓裝置，包括上壓杆、凹模、下壓杆，其特徵在於，還包括底座、墊塊、縮頸區，其中凹模中間設有縮頸區，縮頸區將凹模分為上模腔和下模腔，上壓杆置於上膜腔中，凹膜放置在底座上，底座與凹模下膜腔相對應位置設有一圓形通孔，下壓杆置於底座的圓形通孔中，底座下端設置長槽，墊塊置於底座的長槽中。
2、 根據權利要求l所述的製備超細晶材料的往復擠壓裝置，其特徵是，所 述底座，其上表面設有定位凸臺。
3、 根據權利要求2所述的製備超細晶材料的往復擠壓裝置，其特徵是，所 述定位突臺，其尺寸與凹模相同。
4、 根據權利要求l所述的製備超細晶材料的往復擠壓裝置，其特徵是，所 述墊塊，其長度大於底座的長槽。
5、 根據權利要求1或4所述的製備超細晶材料的往復擠壓裝置，其特徵是，所述墊塊，其一端設有拉手。
專利摘要一種材料加工技術領域的製備超細晶材料的往復擠壓裝置，包括上壓杆、凹模、下壓杆、底座、墊塊、縮頸區，其中凹模中間設有縮頸區，縮頸區將凹模分為上模腔和下模腔，上壓杆置於上膜腔中，凹膜放置在底座上，底座與凹模下膜腔相對應位置設有一圓形通孔，下壓杆置於底座的圓形通孔中，底座下端設置長槽，墊塊置於底座的長槽中。本實用新型晶粒細化能力強、結構簡單、操作方便、實用性強、易於普及。
文檔編號B21C25/02GK201088982SQ20072007552
公開日2008年7月23日 申請日期2007年10月18日 優先權日2007年10月18日
發明者林金保, 王渠東 申請人:上海交通大學