CN109940056B - 一种高效多功能自加热等通道挤压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效多功能自加热等通道挤压装置，包括工作副缸、工作主缸、立柱、温度控制系统和液压控制系统，所述工作副缸和工作主缸均通过液压缸油管与液压控制系统相连接，所述工作副缸和工作主缸中分别安装有副缸活塞杆和主缸活塞杆，所述副工作台的下方设置有感应加热装置，且与温度控制系统相连的感应加热装置安装在主工作台上方。该高效多功能自加热等通道挤压装置，可以有效地改善现的实验条件缺陷，能够有效的加强塑性变形，使晶粒细化能力有明显的提升，并且加热装置的使用，确保样品挤压完成后，直接在加热装置中即可进行再结晶操作，无需频繁转移样品，进一步提高了实验数据的准确度，一次性实现多项实验的集合。

Description

一种高效多功能自加热等通道挤压装置

技术领域

本发明涉及金属材料塑性加工技术领域，具体为一种高效多功能自加热等通道挤压装置。

背景技术

在目前的实验条件下，通常使用铸造、粉末冶金、喷射沉积的方法制备金属材料或金属基复合材料，但是受到各因素影响，组织中普遍存在晶粒粗大、偏析，空隙和夹杂等问题。

常规的冷挤压及轧制等方法由于应变量小，晶粒细化能力有限，加工后偏析相往往沿变形流线分布,破碎和均匀化程度不彻底，此外，二次加工方法通常在高温下进行，再结晶晶粒容易长大，难以获得超细晶组织，需要较为复杂的流程，才能够将金属材料或金属基复合材料细化至所需要的超细晶组织。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效多功能自加热等通道挤压装置，以解决上述背景技术中提出常规的冷挤压及轧制等方法由于应变量小，晶粒细化能力有限，加工后偏析相往往沿变形流线分布,破碎和均匀化程度不彻底，此外，二次加工方法通常在高温下进行，再结晶晶粒容易长大，难以获得超细晶组织，需要较为复杂的流程，才能够将金属材料或金属基复合材料细化至所需要的超细晶组织的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效多功能自加热等通道挤压装置，包括工作副缸、工作主缸、立柱、温度控制系统和液压控制系统，所述工作副缸和工作主缸均通过液压缸油管与液压控制系统相连接，且工作主缸和工作副缸均安装在机架顶部，并且机架的顶部和底部拐角处贯穿安装有4个立柱，所述工作副缸和工作主缸中分别安装有副缸活塞杆和主缸活塞杆，且副缸活塞杆和主缸活塞杆的底端分别连接有副工作台和第一工作冲头，所述副工作台的下方设置有感应加热装置，且与温度控制系统相连的感应加热装置安装在主工作台上方，并且主工作台安装在底座上，同时底座固定在立柱底端，所述副工作台的中心处和往复挤压模具相吻合，且往复挤压模具的内部与挤压样品相吻合，并且往复挤压模具的内部和工作下冲头相吻合。

优选的，所述工作副缸对称分布在工作主缸的两侧，2个工作副缸底端的副缸活塞杆分别从两侧与副工作台上端面固定连接，且副工作台的拐角处与立柱滑动连接。

优选的，所述主缸活塞杆的底端设置有连接头，且和主缸活塞杆与第一工作冲头的连接方式与主缸活塞杆与第二工作冲头的连接方式相同。

优选的，所述感应加热装置的加热方式为IGBT感应加热，感应加热装置的两侧为第一感应加热极板和第二感应加热极板，且感应加热装置中设置有隔热层。

优选的，所述隔热层为石棉或防火砖材料，且隔热层的内部开设有开口朝上的放置槽，并且放置槽和往复挤压模具的底端相吻合。

优选的，所述装置工作步骤如下：

步骤1：将往复挤压模具悬挂于副缸工作孔；

步骤2：将上顶杆头部换上用于往复挤压的专用第一工作冲头或第二工作冲头，在主工作台装配上往复挤压模具专用工作下冲头；

步骤3：将挤压样品放置入挤压模具的挤压腔中；

步骤4：在液压控制台操作，进行主缸和副缸联动，从而实现主工作台和副工作台进行联动，实现往复挤压。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该高效多功能自加热等通道挤压装置，可以有效地改善现的实验条件缺陷，能够有效的加强塑性变形，使晶粒细化能力有明显的提升，并且加热装置的使用，确保样品挤压完成后，直接在加热装置中即可进行再结晶操作，无需频繁转移样品，进一步提高了实验数据的准确度，一次性实现多项实验的集合：

1.通过主缸和副缸的联动，能够实现副工作台上下移动，从而实现双向拉伸挤压，本装置设计配套有对应的往复挤压模具；

2.在挤压试验完成后，通过温控系统可以继续保温，可直接在模具中完成金属的再结晶过程；

3.加热技术采用IGBT感应加热技术，感应极板分别安置于加热装置两侧，减半中间设置有石棉和防火砖组成的隔热层，隔热层内部中空，可放置等径道转角挤压模具，采用感应加热可以不直接接触模具，却能够精准的对模具进行加热，减少热量的流失，保证温度的准确度，同时也保证了实验的安全。

附图说明

图1为本发明使用第一工作冲头时的结构示意图；

图2为本发明使用第二工作冲头时的结构示意图；

图3为本发明第一工作冲头和第二工作冲头结构示意图；

图4为本发明感应加热装置结构示意图；

图5为本发明向下挤压时的工作结构示意图；

图6为本发明向上挤压时的工作结构示意图。

其中，1、工作副缸；2、工作主缸；3、主缸活塞杆；4、副缸活塞杆；5、第一工作冲头；6、立柱；7、副工作台；8、感应加热装置；81、第一感应加热极板；82、第二感应加热极板；83、隔热层；84、放置槽；9、主工作台；10、底座；11、液压缸油管；12、温度控制系统；13、液压控制系统；14、第二工作冲头；15、往复挤压模具；16、挤压样品；17、工作下冲头。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施方式进行具体说明。

实施例一

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种高效多功能自加热等通道挤压装置，包括工作副缸1、工作主缸2、主缸活塞杆3、副缸活塞杆4、第一工作冲头5、立柱6、副工作台7、感应加热装置8、第一感应加热极板81、第二感应加热极板82、隔热层83、放置槽84、主工作台9、底座10、液压缸油管11、温度控制系统12、液压控制系统13、第二工作冲头14、往复挤压模具15、挤压样品16和工作下冲头17，所述工作副缸1和工作主缸2均通过液压缸油管11与液压控制系统13相连接，且工作主缸2和工作副缸1均安装在机架顶部，并且机架的顶部和底部拐角处贯穿安装有4个立柱6，所述工作副缸1和工作主缸2中分别安装有副缸活塞杆4和主缸活塞杆3，且副缸活塞杆4和主缸活塞杆3的底端分别连接有副工作台7和第一工作冲头5，所述副工作台7的下方设置有感应加热装置8，且与温度控制系统12相连的感应加热装置8安装在主工作台9上方，并且主工作台9安装在底座10上，同时底座10固定在立柱6底端，所述副工作台7的中心处和往复挤压模具15相吻合，且往复挤压模具15的内部与挤压样品16相吻合，并且往复挤压模具15的内部和工作下冲头17相吻合。

工作副缸1对称分布在工作主缸2的两侧，2个工作副缸1底端的副缸活塞杆4分别从两侧与副工作台7上端面固定连接，且副工作台7的拐角处与立柱6滑动连接，通过对工作副缸1和工作主缸2的控制，确保往复挤压工作的正常进行。

主缸活塞杆3的底端设置有连接头，且和主缸活塞杆3与第一工作冲头5的连接方式与主缸活塞杆3与第二工作冲头14的连接方式相同，可通过更换不同冲头的方式，来满足不同加工环境的需求。

感应加热装置8的加热方式为IGBT感应加热，感应加热装置8的两侧为第一感应加热极板81和第二感应加热极板82，且感应加热装置8中设置有隔热层83，隔热层83为石棉或防火砖材料，且隔热层83的内部开设有开口朝上的放置槽84，并且放置槽84和往复挤压模具15的底端相吻合，采用感应加热可以不直接接触模具，却能够精准的对模具进行加热，减少热量的流失，保证温度的准确度，同时也保证了实验的安全，一般的实验流程是在马弗炉或其他装置中保温样品，然后将样品放置到挤压装置中，然后挤压，然后取出，放入马弗炉或其他装置中加热保温，实现再结晶，而本装置中感应加热装置8的使用，是该设备整体一次实验完成以上实验，不需频繁的转移样品，保证了实验数据的准确度。

装置工作步骤如下：步骤1：将往复挤压模具15悬挂于副缸工作孔；步骤2：将上顶杆头部换上用于往复挤压的专用第一工作冲头5或第二工作冲头14，在主工作台9装配上往复挤压模具15专用工作下冲头17；步骤3：将挤压样品16放置入挤压模具的挤压腔中；步骤4：在液压控制台操作，进行主缸和副缸联动，从而实现主工作台9和副工作台7进行联动，实现往复挤压。

工作原理：等通道挤压功能工作过程：将IGBT加热系统按置到挤压装置的主工作台9之上，调整好位置，保证挤压实验的精准度，将挤压式样放入往复挤压模具15(等通道转角挤压模具)(本装置采用的等通道转角挤压模具在样品出口处进行了径缩设计，详情参见专利RU2570271C1和CN104874630A等)，并安装好模具，将安装好的模具放入按置完成且位置正确的感应加热装置8中，按计算好的温度对试验样品进行预加热(本装置可用于冷挤压，也可用于温挤压，温挤压的温度一般为低于金属材料再结晶温度而高于回复温度)，预加热模具到指定温度，且保温一定时间(具体根据实验材料决定)，在主缸活塞杆3安装用于等通道转角挤压的第一工作冲头5(如图1和图3所示)，在保温模具的状态下，操作工作主缸2下压，进行挤压试验，待挤压工作完成后，可通过温度控制系统12，控制温度调至材料再结晶温度范围内，保温设定的时间，随后停止加热，空冷至室温，实现再结晶过程，打开感应加热装置8，取出模具和实验样品，取下工作配件，并使装置恢复原始位置；

往复挤压功能工作过程：如图2和图5-6所示，将实验材料进行预加热，并保温一定时间(具体根据实验材料决定)，在副工作台7中孔处悬挂上用于往复挤压的往复挤压模具15，在主工作台9安装好往复挤压模具15的工作下冲头17，在工作主缸2的主缸活塞杆3换上用于往复挤压实验的第二工作冲头14(如图3所示)，将保温状态的实验材料放入往复挤压模具15内，准备进行实验，通过液压装置控制面板，进行主副缸上下联动，进行往复挤压实验，待挤压试验进行一定道次后(具体道次根据具体试验要求、实验材料决定)，将第二工作冲头14上升至液压缸活塞杆最高点位置，而后将副工作台7上升至最高位置，最后取出实验样品，取下工作配件，并使装置恢复原始位置。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种高效多功能自加热等通道挤压装置，包括工作副缸(1)、工作主缸(2)、立柱(6)、温度控制系统(12)和液压控制系统(13)，其特征在于：所述工作副缸(1)和工作主缸(2)均通过液压缸油管(11)与液压控制系统(13)相连接，且工作主缸(2)和工作副缸(1)均安装在机架顶部，并且机架的顶部和底部拐角处贯穿安装有4个立柱(6)，所述工作副缸(1)和工作主缸(2)中分别安装有副缸活塞杆(4)和主缸活塞杆(3)，且所述副缸活塞杆(4)底端连接有副工作台(7)、所述主缸活塞杆(3)底端链接有第一工作冲头(5)，所述副工作台(7)的下方设置有感应加热装置(8)，且与温度控制系统(12)相连的感应加热装置(8)安装在主工作台(9)上方，并且主工作台(9)安装在底座(10)上，同时底座(10)固定在立柱(6)底端，所述副工作台(7)的中心处和往复挤压模具(15)相吻合，且往复挤压模具(15)的内部与挤压样品(16)相吻合，并且往复挤压模具(15)的内部和工作下冲头(17)相吻合，在主工作台（9）装配上往复挤压模具（15）专用工作下冲头（17）；

所述工作副缸(1)对称分布在工作主缸(2)的两侧，2个工作副缸(1)底端的副缸活塞杆(4)分别从两侧与副工作台(7)上端面固定连接，且副工作台(7)的拐角处与立柱(6)滑动连接；

所述感应加热装置(8)的加热方式为IGBT感应加热，感应加热装置(8)的两侧为第一感应加热极板(81)和第二感应加热极板(82)，且感应加热装置(8)中设置有隔热层(83)；

所述隔热层(83)为石棉或防火砖材料，且隔热层(83)的内部开设有开口朝上的放置槽(84)，并且放置槽(84)和往复挤压模具(15)的底端相吻合。

2.根据权利要求1所述的一种高效多功能自加热等通道挤压装置，其特征在于：所述主缸活塞杆(3)的底端设置有连接头，且主缸活塞杆(3)与第一工作冲头(5)的连接方式与主缸活塞杆(3)与第二工作冲头(14)的连接方式相同。

3.根据权利要求1所述的一种高效多功能自加热等通道挤压装置，其特征在于：所述装置工作步骤如下：

步骤1：将往复挤压模具(15)悬挂于副工作台(7)的中心处；

步骤2：将工作主缸(2)头部换上用于往复挤压的专用第一工作冲头(5)或第二工作冲头(14)，在主工作台(9)装配上往复挤压模具(15)专用工作下冲头(17)；

步骤3：将挤压样品(16)放置入挤压模具的挤压腔中；

步骤4：在液压控制台操作，进行主缸和副缸联动，从而实现主工作台(9)和副工作台(7)进行联动，实现往复挤压。