CN102527760A - 一种应用于静液挤压的防爆装置 - Google Patents

Abstract

一种应用于静液挤压的防爆装置，其特征在于包括防爆块及设于防爆块周边的密封件，前述的防爆块上设有上宽下窄的锥形孔。与现有技术相比，本发明的优点在于：采用本发明的防爆装置可以有效减少防爆发生，同时可以简化坯锭的设计，节省原材料和减少加工时间，总体的综合成本能降低20％以上。

Description

一种应用于静液挤压的防爆装置

技术领域

本发明涉及一种应用于静液挤压的防爆装置。 

背景技术

静液挤压技术是一种先进的材料成形技术，它是在普通挤压方法上进一步发展而来的。其作原理是将坯料置于充满液体的高压容器中，通过高压介质将压力传递到坯料上，在超高静压液体的作用下，使坯料在三向压应力的作用下从所需要制品形状的模具中流出，从而完成超高压液体成形加工的工艺过程。 

静液挤压的工艺特点是：①大变形过程是在常温下完成；②坯料在挤压过程均在三向应力作用中没有其它普通挤压的镦粗阶段而产生的细微裂纹。还可以防止坯料内部缩孔及裂纹的形成；③坯料和挤压缸内壁之间完全不接触，高压液体的润滑效果使挤压模和坯料的摩擦减少，较传统挤压压力明显降低。静液挤压的技术特点是，仅通过一次挤压即可获得较大的变形量，挤压制品在成为近净成形产品的同时即改变了材料的微观组织，又使材料强度得到大幅度提高，并能保持足够的韧性，是难变形材料成形及强化的一种有效技术手段。 

如图1所示，常见的静液挤压装置包括挤压缸1a、挤压杆3a和挤压模具4a，挤压缸1a中空形成挤压筒，该挤压筒内具有液体介质7a；挤压杆3a设于挤压筒内并能自上而下作用于液体介质7a上，挤压模具4a设于挤压筒底部，用于坯锭5a的成型。 

然而静液挤压过程中高压缸体承受极高的压力，挤压压力高达1000MPa以上。如果没有防爆设计，挤压制品会瞬间内以相当于子弹的速度从高压缸内射出，造成产品和设备的损坏及其它潜在危险。 

以往防爆从坯锭上的设计来防止“射出”现象，结合图2所示，坯锭5a被设计成钉子形状，后端具有台阶面51a，其中虚线表示制造坯锭时，需要切削去的材料。挤压到坯锭尾端的台阶面51a时，挤压变形量的剧增带来挤压压力明显提高，给出挤压到位信号，以便及时停止挤压，避免制品从模具中射出的危险发生。这类文献可以参考《中南大学学报(自然科学版)》第39卷第2期2008年4月王荣等所著的《ZK60镁合金的室温静液挤压强化》，还可以参考中国材料进展第30卷第7期2011年7月钱学梅等所著的《静液挤压变形工艺对TC4钛合金组织与性能的影响》。 

但防爆设计的缺点是坯锭制造时棒料的直径需要达到坯锭尾端面所需直径，造成材料浪费，还增加了坯锭制造时的加工工作量。对于钨、钽等的贵金属难变形材料而言，采用静液挤压工艺对坯锭加工时，存在费时、费料的不足，较为浪费，令人惋惜。 

作为改进，现有技术中公开了一种能新的结构，见申请号为200810227591.0的中国发明专利申请公开《一种减少及防止静液挤压开坯放炮破坏的装置》(申请公开号为CN101745558A)，该在挤压筒内放置一个挤压帽，利用挤压帽上的阻尼孔控制挤压结束时施加在坯料上的挤压液体流量和压力来减小成品速度及冲击力，从而达到减少及防止放炮破坏的目的。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而另外提供一种防爆装置，该防爆装置应用于静液挤压装置中能有效降低防爆。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种防爆装置，其特征在于包括防爆块及设于防爆块周边的密封件，前述的防爆块上设有上宽下窄的锥形孔。 

作为优选，所述防爆块的厚度为15～25mm，并且，所述的锥形孔底端的直径为2.5mm～4.5mm，锥角为35°～50°。 

作为优选，所述锥形孔为至少两个并沿着圆周方向均匀布置于防爆块靠近边沿的位置。 

与现有技术相比，本发明的优点在于：使用时，防爆装置置于坯锭上方，坯锭将要挤出前，防爆装置与挤压模具贴合，锥形孔被挤压模具完全堵住，阻挡了高压的液体介质向坯锭的继续传递，坯锭没有了压力的来源，坯锭的挤出就自动停止，而挤压筒内由于坯锭的挤出停止，造成内部挤压力迅速升高，明显的压力升高信号可提示将挤压过程及时停止，从而防止了坯锭被射出现象发生。同时采用本发明的防爆装置，可以简化坯锭的设计，节省原材料和减少加工时间，总体的综合成本能降低20％以上。 

附图说明

图1为现有技术中的静液挤压设备工作原理图。 

图2为图1中坯锭的放大图。 

图3为实施例结构示意图。 

图4为图3中防爆装置的放大图。 

图5为图3中坯锭的放大图。 

图6为实施例坯锭挤压完毕时的状态图。 

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 

如图3所示，本实施例中的静液挤压系统包括挤压缸1、挤压杆3、挤压模具4及防爆装置6，挤压缸1中空形成挤压筒，该挤压筒内具有液体介质7；挤压杆3设于挤压筒内并能自上而下作用于液体介质7上；挤压模具4设于挤压筒底部 

防爆装置6设于挤压筒内，防爆装置6包括防爆块61及设于防爆块61周边的密封件62，防爆块61上设有上宽下窄的锥形孔63。防爆块61与挤压缸1内壁之间存在间隙，密封件62则位于该间隙内。该间隙0.1mm～0.5mm。防爆块61的厚度为15～25mm，防爆块61的外径设计为φ54.5mm，并且，锥形孔63底端的直径为2.5mm～4.5mm，锥角为35°～50°。锥形孔63为并沿着圆周方向均匀布置于防爆块61靠近边沿的位置，本实施例中锥孔63为六个。 

防爆块61的材料选取硬度低于挤压缸1材料的硬度，即使密封失效，与挤压缸1接触后发生摩擦，也不会对挤压缸1造成划伤等伤害。 

根据预先设计的任何材料的任意挤压比的棒坯，按照图3所示的坯锭5结构进行车削加工，以获得直径、均符合要求的坯锭。将加工好的坯锭5与密封的挤压模具4进行装配。将装配好的坯锭5从挤压筒的下方安装到挤压筒内。将防爆装置6水平地放置在挤压筒内。挤压杆3与挤压筒进行对中后，提起挤压杆3。在对挤压杆3头部装配动密封，并向挤压筒填充高压油。启油压机，落下挤压杆3，将压力通过挤压杆3对挤压筒内高压油的体积产生的高压压力传递至待挤的坯锭5上，坯锭5在高压油的三向压应力作用下从挤压模具4中被挤出。在挤压过程中，当平稳的挤压压力突然升高时，停止加压，静液挤压过程结束。取出成型的挤压制品与挤压模具4，最后取出通用的防爆装置6。 

坯锭5将要挤出前，防爆装置6与挤压模具4贴合，锥形孔63被挤压模具4完全堵住，阻挡了高压的液体介质向坯锭5的继续传递，坯锭5没有了压力的来源，坯锭5的挤出就自动停止，而挤压筒内由于坯锭5的挤出停止，造成内部挤压力迅速升高，明显的压力升高信号可提示将挤压过程及时停止，从而防止了坯锭5被射出现象发生。 

Claims (3)

1.一种应用于静液挤压的防爆装置，其特征在于包括防爆块及设于防爆块周边的密封件，前述的防爆块上设有上宽下窄的锥形孔。

2.根据权利要求1所述的应用于静液挤压的防爆装置，其特征在于所述防爆块的厚度为15～25mm，并且，所述的锥形孔底端的直径为2.5mm～4.5mm，锥角为35°～50°。

3.根据权利要求1所述的应用于静液挤压的防爆装置，其特征在于所述锥形孔为至少两个并沿着圆周方向均匀布置于防爆块靠近边沿的位置。

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