CN104001748B - 一种等径通道挤压模具 - Google Patents

Abstract

一种等径通道挤压模具，包括底座、三个模具盖板和三个模具型芯。在底座上的模具型芯安装槽内分布有用于固定安装所述各具有不同挤压通道的模具型芯的安装孔。三个模具型芯分别为90°模具型芯、120°模具型芯和120°连续挤压通道模具型芯；本发明通过更换不同的模具型芯及其对应模具盖板即可实现不同方式的挤压，使挤压通道夹角的角度在90°～135°间变化，实现了以一套挤压模具实现不同超细晶金属材料的制备，有效降低了超细晶材料的制备成本。

Description

一种等径通道挤压模具

技术领域

本发明涉及材料的塑性加工技术领域，具体是一种用于制备超细晶材料的等径通道挤压模具。

背景技术

20世纪80年代由前苏联科学家Segal提出一种等径通道挤压技术(EqualChannelAngularPressing，简称ECAP)，利用该技术他们对材料进行多次加工从而获得特殊的变形织构。进入20世纪90年代后，Valiev等发现利用该技术可以有效地细化多晶材料的晶粒。该技术核心设计在于等截面直径的双通道交截而成，截面几何形状完全相同，按照一定的角度完全相连。挤压过程中，将与通道紧密配合的试样放入通道内，然后用压头沿通道挤压，这样在试样经过通道交角时就产生近似于纯剪切的变形。由于模具的几何特点，试样可实现多道次挤压，从而累积得到大的等效塑性应变，晶粒也因此细化到亚微米甚至纳米级别。

日本学者Y.Iwahashi等提出了计算累积等效应变的理论公式：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\ϵ}}=\frac{2N}{\sqrt{3}}[2\cot (\frac{\mathrm{\Ψ}}{2}+\frac{\mathrm{\Φ}}{2})+\mathrm{\Ψ}\cos \mathrm{ec}(\frac{\mathrm{\Ψ}}{2}+\frac{\mathrm{\Φ}}{2})]$

其中Ψ,Φ分别表示通道内角和外圆角，改变不同的模具参数，可以得到不同的变形量，从而影响晶粒细化效果，根据不同的金属选用不同的模具进行挤压制备超细晶材料。多年来学者们通过理论与数值模拟研究已经系统地总结出金属晶粒细化对其综合性能的影响，同时基于等径通道挤压原理也设计出模具在实验室中制备得到超细晶材料，但由于加工的难度，多数模具设计为半模形式，对称的两个半模组装后形成完整的通道进行挤压，这样在挤压过程中一些过软的材料会被挤入半模中间的缝隙，造成挤压力的急剧增加；或者是一套模具仅是单一的挤压路径，只针对一种或者某几种材料进行细化处理，这样很大程度上增加了制备成本。另外现有技术中，模具与外部压力设备是分离的，利用现有模具制备超细晶材料的过程必须放置于大型压力机上进行挤压，而大吨位压力机往往价值不菲，而且体积庞大。

从目前等径通道挤压技术的研究现状来看，学者们大多采用的方法是单道次挤压后循环挤压，从而累积达到大塑性变形，对于连续通道挤压由于模具设计和加工的困难性，一直以来只是利用有限元方法进行数值模拟。山东建筑科技大学徐淑波等在申请号为201310607491.1的发明创造中提出了一种具有预应力结构的连续等方形通道挤压方法模具，强调此种预应力结构可有效防治模具破坏，同时给出一种90°连续通道设计。该模具设计复杂，纵向挤压方式强烈依赖于机械压力机或液压机，而且90°通道对于一些较软材料可以进行细化处理，但对于强度较高的材料来说必须在高温下进行细化处理甚至不可能完成制备，而高温大大限制了晶粒细化程度，因而影响材料综合性能的改善。

在申请号为2014102218970的发明创造中，提出了一种一体式横向挤压制备超细晶材料的装置，该装置包括台板、挤压杆、送样导槽、压力系统、连接件和挤压模具，其中压力系统中的液压泵体固定在台板上表面一端，挤压模具安装在台板上表面的另一端；所述挤压杆通过连接件安装在液压泵体该端的端面上；压力系统中的液压泵体、挤压杆与挤压模具中的底座上的挤压杆导向孔同轴；送样导槽安放在所述挤压杆导向孔内，并使送样导槽上的导槽与模具型芯上的挤压通道连通。该发明创造能够有效地制备各种块体超细晶材料，提高材料性能，拓展材料的应用。但是，该装置中，采用的挤压模具只能实现一种挤压通道的挤压成形，并只适用于少数材料的细晶处理。

发明内容

为克服现有技术中存在的只能实现一种挤压通道的挤压成形，并只适用于少数材料的细晶处理的不足，本发明提出了一种等径通道挤压模具。

本发明包括底座、模具盖板和模具型芯，所述底座表面有模具型芯的安装面，在所述模具型芯的安装面上有模具型芯安装槽，模具型芯通过螺栓固定在底座的模具型芯安装槽内；模具盖板安装在所述模具型芯上表面。

所述模具型芯有多个，各模具型芯上具有不同设计参数的挤压通道。

在所述模具型芯安装槽内分布有用于固定安装所述各具有不同挤压通道的模具型芯的安装孔。所述的安装孔包括六个通用孔和四个专用孔；所述模具型芯安装槽内的通用孔分布在该模具型芯安装槽的第一、第二和第三象限中；在排布所述模具型芯安装槽内的专用孔时，将该模具型芯安装槽的第四象限等分为三份，并使四个专用孔的中心分别位于其中的一个等分线上；所述模具型芯有三个，分别为90°模具型芯、120°模具型芯和120°连续挤压通道模具型芯；

所述模具型芯安装槽内的六个通用孔依次分别标记为A～F；所述模具型芯安装槽内的四个专用孔依次分别标记为Ⅰ～Ⅳ。

所述模具型芯安装槽内的通用孔分别位于第一和第二象限中的A、B、E和F四个通用孔分布在各具有不同挤压通道的模具型芯中的挤压通道的入口通道两侧，并使所述C通用孔位于第二象限和第三象限的分界线上，使所述D通用孔位于第三象限内，并与位于第二象限中的B通用孔相对称。所述B通用孔的中心与第一象限和第二象限分界线之间呈25゜夹角。在所述六个通用孔中，A、B、C、D四个通用孔的中心与模具型芯安装槽中心的距离均为150mm，E、F两个通用孔的中心与模具型芯安装槽中心的距离均为75mm。

所述各专用孔的中心与模具型芯安装槽中心的距离均为150mm；并且各专用孔之间等距离分布。所述四个专用孔中，在第三象限与第四象限分界线上的专用孔为Ⅰ号孔，沿逆时针方向依次为Ⅱ号～Ⅳ号专用孔。

所述90°模具型芯90°模具型芯上的挤压通道的起点和该挤压通道的终点均位于该90°模具型芯的第四象限；所述挤压通道有90°弯折处的通道夹角为90゜，外圆角为60゜；在所述90°模具型芯的表面分布有六个与模具型芯安装槽内的通用孔配合的通孔，有两个与模具型芯安装槽内的专用孔中的Ⅰ专用孔和Ⅲ专用孔配合的通孔。

所述120°模具型芯上表面的挤压通道的起点为模具型芯一侧圆周表面，终点在模具型芯另一侧圆周表面，并分别位于该模具型芯的第二象限和第三象限内。所述挤压通道有120°的弯折，该弯折处的通道夹角所述通道夹角为120゜，外圆角为20゜；在所述120°模具型芯的表面分布有六个与模具型芯安装槽内的通用孔配合的通孔，有两个与模具型芯安装槽内的专用孔中的Ⅰ专用孔和Ⅳ专用孔配合的通孔。

所述120°连续挤压通道模具型芯挤压通道的起点为模具型芯一侧圆周表面，位于该模具型芯的第三象限内；该挤压通道的终点在模具型芯另一侧圆周表面，并位于该模具型芯的第一象限与第二象限交界处。所述120°连续挤压通道模具型芯上表面的挤压通道有两个连续的弯折，并且所述两处连续弯折处的挤压通道的夹角均为120゜，外圆角均为20゜。在所述120°连续挤压通道模具型芯的表面分布有六个与模具型芯安装槽内的通用孔配合的通孔，有两个与模具型芯安装槽内的专用孔中的Ⅱ专用孔和Ⅳ专用孔配合的通孔。

所述模具盖板的数量与所述模具型芯的数量相同。在所述各模具盖板上分布有固定孔，所述固定孔的位置分布与与之配合的模具型芯上的通用孔和专用孔的位置相对应。

本发明整体结构如图1所示，挤压模具主要包括底座、模具盖板和模具型芯，各部件用螺栓固定。通常对于等径通道挤压来说，在制备各种超细晶材料时其挤压力主要有两部分组成，金属试样通过弯角时所需的剪切力和金属试样在挤压过程中与挤压通道之间的摩擦力，金属的剪切强度跨越一个很大的范围，不同金属的剪切强度相差很大。在制备金属超细晶材料时可根据不同材料设计不同的挤压通道参数，这主要包括通道夹角和外圆角的变化。对于一些强度较低塑性较好的材料可以选用通道夹角较小的挤压模具，根据理论公式计算可知这样在单道次挤压过程中可以获得较大的变形量，但对于一些强度较大塑性不好的材料较小的通道夹角不仅增大了制备超细晶材料的难度，挤压力往往很大，对于模具强度要求提高，而且成功获得超细晶材料的几率很低，往往挤压完成的试样表面会出现裂纹，甚至试样直接碎裂。对于强度较高的材料通常采用通道夹角较大的挤压模具进行挤压，实现晶粒细化，这样单道次变形量有所降低，但是可以通过增加挤压次数来获得很大的累积塑性变形。本发明在保持挤压模具中底座和挤压杆不变的前提下，更换不同通道参数的的模具型芯及其对应模具盖板即可实现不同方式的挤压，本发明中模具型芯挤压通道夹角的角度可以在90°～135°间变化，这样一套挤压模具可以实现各种超细晶金属材料的制备，降低了针对不同材料进行模具设计及机械加工的费用，从而有效降低了超细晶材料的制备成本。

为了实现模具型芯的可更换性，本发明将挤压模具模块化设计，分为三部分：底座、模具盖板和模具型芯。模具型芯安装在底座中心圆形凹槽内，然后在模具上表面添加模具盖板，模具部分安装完成后如图1所示。在挤压的过程中，挤压试样沿挤压通道移动，在通过弯角时受阻，试样会被墩粗变形，会对模具型芯上层模具盖板产生很大的作用力，容易造成模具盖板上翘，因此模具盖板与模具型芯间容易产生缝隙，这样试样金属会被挤进缝隙内，从而引起挤压力急剧上升。通过螺栓能够有效限制模具盖板的变形，保证模具盖板同模具型芯的紧密配合。这些螺栓安装于模具型芯的圆形区域内，在底座、模具盖板和模具型芯上对应分布着密集的螺栓通孔。由于要保证不同通道参数的模具型芯的安装，因此底座上模具型芯安装凹槽内要分布更多的螺栓孔，如图2c所示。螺栓孔位置的分布首先需要避开挤压通道的位置，其次遵循的准则是螺栓安装时不产生干涉，不影响安装。本发明对于螺栓孔位置的确定采用同心圆分布，如图2c中虚线所示。首先在靠近模具型芯圆形区域边缘附近密集分布一圈螺栓固定模具盖板，这样将盖板的变形限制在较小的圆形区域内，这些螺栓孔对于不同的模具型芯及模具盖板通常是通用的；然后在该圆形区域内选取直径更小的同心圆，针对不同的模具型芯避开挤压通道位置，确定2～3个螺栓位置，这样可以有效限制模具盖板的变形。

由于底座上安装模具型芯的圆形凹槽内面积有限，并且螺栓孔的安装还需要避开模具型芯上表面挤压通道的位置，因此螺栓孔的分布必须做出合理的布置。对于现有技术中的等径通道挤压模具，通常一套模具只能进行一种通道的挤压成形，并且所述通道的夹角多集中在90°～135°。本发明还给出一种挤压通道出口与挤压通道入口相平行的连续通道模具型芯，因此不同模具型芯的挤压通道出口在图2c所示圆形区域第四象限内其位置发生改变。根据不同挤压通道参数的模具型芯，将安装螺栓的通孔分为通用孔和专用孔。通用孔是指那些对于不同的模具型芯都是通用的通孔，不发生改变，这些通孔按照上述同心圆原则进行布置；专用孔是指挤压通道参数不同的模具型芯固定时由于出口通道位置不同而所选用的不同的通孔，根据同心圆分布原则，通孔仍须分布在与通用孔相同的圆上。本发明中，上述安装螺栓的通孔的分布有效避免了安装螺栓时的干涉问题。对于不同的模具型芯，其专用孔在该四个专用通孔中选择两个避开挤压通道的螺栓通孔固定即可。

由于本发明中完整的挤压通道加工在模具型芯的上表面，这样有效降低了机械加工的难度，可以实现连续的等径通道的设计与加工，在一次挤压的过程中试样可以多次经过弯角发生变形，从而得到很大的塑性应变，可以更加高效的制备各种超细晶材料。

本发明中底座为整体加工的阶梯状块体，其中的第一级阶梯的上表面为模具型芯的安装面，第二级阶梯高度方向的中部有水平的挤压杆导向孔，如图2b所示，导向孔的作用是在试样被挤压的过程中确保挤压杆沿挤压通道水平移动，否则挤压杆的偏移会造成挤压杆断裂，甚至造成整个模具的损坏。对应挤压杆也分成两段——工作段和导引段，导引段外径和导向孔孔径相同，挤压杆在底座导向孔的引导下，挤压杆工作段沿挤压通道水平移动，迫使挤压试样通过通道弯角，发生剧烈塑性变形。另外，如图2a所示，在底座第二级阶梯边缘切除了部分金属，凹面略低于第二级阶梯的上表面，这是为了便于挤压完成后试样的取出，而且在该位置的固定底座的螺栓孔加工为沉头螺栓孔，螺栓安装完成后与凹面平齐。

本发明公开了三种设计参数的模具型芯：90°模具型芯、120°模具型芯、120°连续挤压通道模具型芯。其中120°连续挤压通道模具型芯的挤压通道有两个连续的弯折，并且所述两处连续弯折处的挤压通道的夹角均为120゜，外圆角均为20゜，形成了C挤压路线，当试样通过第二个弯角时等效于试样沿轴线旋转了180°后再次挤压。

本发明将模具整体进行分离，模具型芯独立设计，在整套挤压模具其他部分保持不变的前提下，只需更换模具型芯及其对应的模具盖板即可改变挤压方式，针对不同的材料选用不同的挤压方式，有效地解决了通常模具单一的挤压路径的问题，有效降低超细晶材料的制造成本；另外由于本发明中模具型芯独立设计，完整的挤压通道设计加工在模具型芯的上表面，这样大大降低了机械加工的难度，因此可以通过机械加工的方法制造出具有连续通道的等径通道挤压模具，可用于连续挤压制备超细晶材料，实现超细晶材料连续等径通道挤压的实验室制备，从而研究通过连续通道挤压制备与单道次循环挤压制备所得超细晶材料的区别。

本发明一种等径通道挤压模具，设计简单，提高了机械加工的可行性，能够应用于各种超细晶材料的制备，提高材料的综合性能，拓展金属材料的应用前景。

附图说明

图1是模具的结构示意图。

图2是底座的结构示意图，其中2a为底座等轴视图、2b为底座的剖视图、2c为底座的俯视图，圆形区域内通孔的标记中：A～F为通用孔，I～IV为专用孔。

图3是90°模具型芯的结构示意图；其中3a为正视图，3b为侧视图。

图4是120°模具型芯的结构示意图；其中4a为正视图，4b为侧视图。

图5是120°连续挤压通道模具型芯的结构示意图；其中5a为正视图，5b为侧视图。

图6是不同路径模具型芯对应盖板等轴视图；其中6a是90°模具盖板；6b是120°模具盖板；6c是120°连续挤压通道模具盖板。

图7是挤压压杆示意图。图中：

1.底座；2.底座固定螺栓；3.模具型芯固定螺栓；4.模具盖板；5.模具型芯；6.挤压杆；7.导向孔。

具体实施方式

本实施例是一种等径通道挤压模具。挤压模具包括底座1、模具盖板4、模具型芯5和挤压压杆6。所述模具型芯有多个，各模具型芯上具有不同设计参数的挤压通道。模具型芯5通过螺栓固定在底座1的圆形凹槽内；模具盖板4安装在所述模具型芯5上表面。工作时，根据制备要求更换具有不同挤压通道的模具型芯5，通过同一套模具实现不同挤压方式的挤压成形。

所述底座1为整体加工的阶梯状块体，其中底座的第一级阶梯的上表面为模具型芯的安装面，在所述模具型芯的安装面上有模具型芯安装槽，在该模具型芯安装槽内分布有用于固定安装所述各具有不同挤压通道的模具型芯5的螺栓通孔。为方便取出模具型芯5，在所述模具型芯安装槽内有垂直的通孔，从底座1下方用一细杆能够将模具型芯5顶出来。在底座上有水平的导向孔7，如图2b所示，该导向孔位于底座第二级阶梯高度方向的中部位置，所述挤压杆导向孔的孔径与挤压杆导引段圆柱体部分直径相同。

所述模具型芯安装槽内的安装孔包括通用孔和专用孔。由于各具有不同挤压通道的模具型芯5中的挤压通道出口分别位于不同的位置，并集中在模具型芯的第一和第四象限中，故在确定所述模具型芯安装槽内的安装孔时，须根据各模具型芯5中的挤压通道的位置确定安装孔，使所述通用孔能够适于各模具型芯的安装，使所述专用孔分别适于不同模具型芯的安装。所述通用孔包括编号分别为A～F的六个通孔，所述专用孔包括编号分别为Ⅰ～Ⅳ的4个通孔。在排布所述通用孔和专用孔时，须使各孔避开各模具型芯上的挤压通道，并方便安装。

本实施例中，所述模具型芯安装槽内的通用孔分布在该模具型芯安装槽的第一、第二和第三象限中，并使分别位于第一和第二象限中的A、B、E、F4个通用孔分布在各具有不同挤压通道的模具型芯5中的挤压通道的入口通道两侧，使所述c通用孔位于第二象限和第三象限的分界线上，使所述D通用孔位于第三象限内，并与位于第二象限中的B通用孔相对称。所述B通用孔的中心与第一象限和第二象限分界线之间呈25゜夹角。在所述六个通用孔中，A、B、C、D4个通用孔的中心与模具型芯安装槽中心的距离均为150mm，E、F两个通用孔的中心与模具型芯安装槽中心的距离均为75mm。

在排布所述模具型芯安装槽内的专用孔时，将该模具型芯安装槽的第四象限等分为3份，并使四个专用孔的中心分别位于其中的一个等分线上。各专用孔的中心与模具型芯安装槽中心的距离均为150mm；并且各专用孔之间等距离分布。所述四个专用孔中，在第三象限与第四象限分界线上的专用孔为Ⅰ号孔，沿逆时针方向依次为Ⅱ号～Ⅳ号专用孔。

所述各具有不同挤压通道的模具型芯5根据挤压要求，在各模具型芯的表面有不同的挤压路径的挤压通道。本实施例中，模具型芯有三个，分别有的不同挤压通道，包括90°模具型芯、120°模具型芯和120°连续挤压通道模具型芯。其中：

90°模具型芯：所述90°模具型芯为圆形块体，其外径与所述模具型芯安装槽的直径相同，安装后与所述模具型芯安装槽同心。在90°模具型芯上表面有90°的挤压通道。本实施例中，所述90°模具型芯的直径为200mm，厚度为40mm。90°模具型芯上表面的挤压通道的起点为模具型芯一侧圆周表面，终点在模具型芯另一侧圆周表面，并均位于该模具型芯的第四象限。所述挤压通道有90°的弯折，该弯折处的通道夹角所述通道夹角为90゜，外圆角为60゜，以利于挤压过程中强度较高的挤压试样通过该弯角。所述通道夹角和外圆角均为挤压通道的参数，在本领域是公知的。所述挤压通道的横截面为15mm*15mm的正方形。

在所述90°模具型芯的表面分布有与模具型芯安装槽内的通用孔和专用孔配合的通孔。所述与模具型芯安装槽内的通用孔配合的通孔有六个，各通孔的位置分别与模具型芯安装槽内的通用孔一一对应。所述与模具型芯安装槽内的专用孔配合的通孔有两个，各专用孔的位置分别与模具型芯安装槽内的专用孔中的两个孔相对应。本实施例中，90°模具型芯中的两个螺孔分别与模具型芯安装槽内的Ⅰ专用孔和Ⅲ专用孔配合。

120°模具型芯：所述120°模具型芯为圆形块体，其外径与所述模具型芯安装槽的直径相同，安装后与所述模具型芯安装槽同心。在120°模具型芯上表面有120°的挤压通道。本实施例中，所述120°模具型芯的直径为200mm，厚度为40mm。120°模具型芯上表面的挤压通道的起点为模具型芯一侧圆周表面，终点在模具型芯另一侧圆周表面，并分别位于该模具型芯的第二象限和第三象限内。所述挤压通道有120°的弯折，该弯折处的通道夹角所述通道夹角为120゜，外圆角为20゜，以利于挤压过程中强度较高的挤压试样通过该弯角。所述通道夹角和外圆角均为挤压通道的参数，在本领域时公知的。所述挤压通道的横截面为15mm*15mm的正方形。

在所述120°模具型芯的表面分布有与模具型芯安装槽内的通用孔和专用孔配合的螺孔。所述与模具型芯安装槽内的通用孔配合的螺孔有六个，各螺孔的位置分别与模具型芯安装槽内的通用孔一一对应。所述与模具型芯安装槽内的专用孔配合的螺孔有两个，各螺孔的位置分别与模具型芯安装槽内的专用孔中的两个孔相对应。本实施例中，120°模具型芯中的两个螺孔分别与模具型芯安装槽内的Ⅰ专用孔和Ⅳ专用孔配合。

120°连续挤压通道模具型芯：所述120°连续挤压通道模具型芯为圆形块体，其外径与所述模具型芯安装槽的直径相同，安装后与所述模具型芯安装槽同心。本实施例中，所述120°连续挤压通道模具型芯的直径为200mm，厚度为40mm。120°模具型芯上表面的挤压通道的起点为模具型芯一侧圆周表面，位于该模具型芯的第三象限内；该挤压通道的终点在模具型芯另一侧圆周表面，并位于该模具型芯的第一象限与第二象限交界处。所述120°连续挤压通道模具型芯上表面的挤压通道有两个连续的弯折，并且所述两处连续弯折处的通道夹角均为120゜，外圆角均为20゜，以利于挤压过程中挤压试样通过该弯角。当试样连续两次通过弯角相当于在单次循环挤压试样时采用C路线重复挤压两次，所述C路线是指一次挤压完成后，将试样沿轴向旋转180°后再进行挤压。所述通道夹角和外圆角均为挤压通道的参数，在本领域时公知的。所述挤压通道的横截面为15mm*15mm的正方形。

在所述120°连续挤压通道模具型芯的表面分布有与模具型芯安装槽内的通用孔和专用孔配合的螺孔。所述与模具型芯安装槽内的通用孔配合的螺孔有六个，各螺孔的位置分别与模具型芯安装槽内的通用孔一一对应。所述与模具型芯安装槽内的专用孔配合的螺孔有两个，各螺孔的位置分别与模具型芯安装槽内的专用孔中的两个孔相对应。本实施例中，120°模具型芯中的两个螺孔分别与模具型芯安装槽内的Ⅱ专用孔和Ⅳ专用孔配合。

所述模具盖板4的数量与所述模具型芯的数量相同。模具盖板4均为三角形，并将该模具盖板的三个角去除，以减轻结构重量，同时方便取出已完成挤压的试样。在所述模具盖板上分布有螺栓孔，该螺栓孔与底座和模具型芯上螺孔相对应，用螺栓固定后可以使模具盖板同模具型芯上表面紧密贴合，防止在制备一些较软的材料时试样材料被挤进模具盖板与模具型芯之间的缝隙。在所述各模具盖板上分布有固定孔，所述固定孔包括通用孔和专用孔。所述通用孔和专用孔的位置与相配合的模具型芯上的通用孔和专用孔的位置相对应。

所述挤压杆6为杆状，该挤压杆6分为导引段和工作段。所述工作段的横截面为方形，截面尺寸同挤压通道方形截面相同，长度也同挤压通道入口通道部分相同，工作时导引段在底座导向孔7的引导下保证工作段沿挤压通道水平运动。所述导引段的横截面为圆形，外径与底座1上的挤压杆导向孔7的孔径相同。导引段与工作段之间锥形过度，以方便导引段进入挤压杆导向孔内。

使用时，将底座安装在挤压装置的台板上。按照常规方法根据所制备材料，选取合适的模具型芯，并将该模具型芯安放在底座上的模具型芯安装槽内，并通过螺栓将模具盖板固定在所述模具型芯的上表面。

利用挤压装置上的第一连接件7和第二连接件8将挤压杆6与液压泵体连接，并使液压泵体与挤压杆轴向中心重合。

将液压泵体与附带的液压工作站导通，做好润滑处理后可以用于超细晶材料的制备。特别注意的是在安装模具盖板前应对模具挤压通道做好润滑，在通道内侧均匀涂抹润滑剂，所选用的润滑剂为二硫化钼与石墨混合均匀混合的复合润滑剂。

本实施例进行了超细晶纯铝的试制，选材为纯铝，加工成15mm*15mm*80mm的长方体试样，加工时应保证表面光洁度，利用送样导槽将试样放入模具通道前也要在试样表面均匀涂抹润滑剂，这样在挤压过程中可以有效地减小摩擦，试样放入模具通道后取出送样导槽。

开启液压站电源，进行单道次挤压，注意挤压杆进入的距离，防止挤压杆前进距离过长而破坏模具通道。合适的位置停止挤压，然后让液压泵体回程，在回程的过程中将挤压杆连同带出。多道次挤压的过程为将上述单道次挤压过程循环即可。

对于连续通道模具型芯来说挤压过程同单道次挤压相同，不过一次挤压相当于重复两次单道次挤压，如果需要进行更高道次的挤压可以循环挤压皆可完成多道次挤压。

Claims (6)

1.一种等径通道挤压模具，包括底座、模具盖板和模具型芯，所述底座表面有模具型芯的安装面，在所述模具型芯的安装面上有模具型芯安装槽，模具型芯通过螺栓固定在底座的模具型芯安装槽内；模具盖板安装在所述模具型芯上表面；

其特征在于，所述模具型芯有三个，各模具型芯上具有不同设计参数的挤压通道；在所述模具型芯安装槽内分布有用于固定安装所述各具有不同挤压通道的模具型芯的安装孔；所述的安装孔包括六个通用孔和四个专用孔；所述模具型芯安装槽内的通用孔分布在该模具型芯安装槽的第一、第二和第三象限中；在排布所述模具型芯安装槽内的专用孔时，将该模具型芯安装槽的第四象限等分为三份，并使其中两个专用孔的中心一一对应于第四象限的两条角度等分线，另两个专用孔位于第四象限的轴线上；所述三个模具型芯分别为90°模具型芯、120°模具型芯和120°连续挤压通道模具型芯；所述120°连续挤压通道模具型芯上表面的挤压通道有两处连续的弯折，并且所述两处连续弯折处的通道夹角均为120゜，外圆角均为20゜；所述模具型芯安装槽内的六个通用孔依次分别标记为A～F；所述模具型芯安装槽内的四个专用孔依次分别标记为Ⅰ～Ⅳ；

所述模具型芯安装槽内的标记为A、B、E和F的通用孔分别位于第一和第二象限中，四个通用孔分布在各具有不同挤压通道的模具型芯中的挤压通道的入口通道两侧，并使所述C通用孔位于第二象限和第三象限的分界线上，使所述D通用孔位于第三象限内，并与位于第二象限中的B通用孔相对称；所述B通用孔的中心与第一象限和第二象限分界线之间呈25゜夹角；在所述六个通用孔中，A、B、C、D四个通用孔的中心与模具型芯安装槽中心的距离均为150mm，E、F两个通用孔的中心与模具型芯安装槽中心的距离均为75mm。

2.如权利要求1所述等径通道挤压模具，其特征在于，所述各专用孔的中心与模具型芯安装槽中心的距离均为150mm；并且各专用孔之间等距离分布；所述四个专用孔中，在第三象限与第四象限分界线上的专用孔为Ⅰ号孔，沿逆时针方向依次为Ⅱ号～Ⅳ号专用孔。

3.如权利要求1所述等径通道挤压模具，其特征在于，所述90°模具型芯上的挤压通道的起点和该挤压通道的终点均位于该90°模具型芯的第四象限；所述挤压通道有90°弯折处的通道夹角为90゜，外圆角为60゜；在所述90°模具型芯的表面分布有六个与模具型芯安装槽内的通用孔配合的通孔，有两个与模具型芯安装槽内的专用孔中的Ⅰ专用孔和Ⅲ专用孔配合的通孔。

4.如权利要求1所述等径通道挤压模具，其特征在于，所述120°模具型芯上表面的挤压通道的起点为模具型芯一侧圆周表面，终点在模具型芯另一侧圆周表面，并分别位于该模具型芯的第二象限和第三象限内；所述挤压通道有120°的弯折，该弯折处的通道夹角为120゜，外圆角为20゜；在所述120°模具型芯的表面分布有六个与模具型芯安装槽内的通用孔配合的通孔，有两个与模具型芯安装槽内的专用孔中的Ⅰ专用孔和Ⅳ专用孔配合的通孔。

5.如权利要求1所述等径通道挤压模具，其特征在于，所述120°连续挤压通道模具型芯挤压通道的起点为模具型芯一侧圆周表面，位于该模具型芯的第三象限内；该挤压通道的终点在模具型芯另一侧圆周表面，并位于该模具型芯的第一象限与第二象限交界处；所述120°连续挤压通道模具型芯上表面的挤压通道有两个连续的弯折，并且所述两处连续弯折处的挤压通道的夹角均为120゜，外圆角均为20゜；在所述120°连续挤压通道模具型芯的表面分布有六个与模具型芯安装槽内的通用孔配合的通孔，有两个与模具型芯安装槽内的专用孔中的Ⅱ专用孔和Ⅳ专用孔配合的通孔。

6.如权利要求1所述等径通道挤压模具，其特征在于，所述模具盖板的数量与所述模具型芯的数量相同；在所述各模具盖板上分布有固定孔，所述固定孔的位置分布与与之配合的模具型芯上的通用孔和专用孔的位置相对应。