CN114749501A - 一种双金属复合材料超声波冷挤压装置及挤压工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双金属复合材料超声波冷挤压装置及挤压工艺，所述冷挤压装置包括挤压装置本体和控制装置，所述挤压装置本体上安装有挤压成型模具,所述挤压成型模具上纵向开设有多个挤压孔，每个所述挤压孔上均套设有超声波振动环。本发明能够实现所有挤压腔的型材流动速度均衡一致的动态平衡，挤压完成后散热器所有的散热片密度均匀，长短一致。由于超声波振动改善了金属流动状况，调节了型材的挤压速度，节省了散热器挤压完成后续处理工序，极大的提高了生产效率。

Description

一种双金属复合材料超声波冷挤压装置及挤压工艺
技术领域
本发明涉及冷挤压加工工艺技术领域，尤其涉及一种双金属复合材料超声波冷挤压装置。
背景技术
随着现代科学技术和现代工业的发展,单一的金属已很难完全满足其对材料综合性能的要求,因而近年来新型双金属复合材料受到世界各国的普遍重视。双金属复合材料是运用复合成型的方法使两种具有不同物理、化学乃至力学性能的材料在界面产生冶金结合制备而成的层状复合材料。该种复合方法在界面的两侧保持了原有的组分，而在界面处产生了过渡层的冶金结合，从而使得该种复合材料具有两种材料的“复合效应”。它克服了两种金属各自的缺点，发挥两种金属的优点，使部件具有特殊的性能以适应各种恶劣工况，延长部件使用寿命。
由于冷挤压加工工艺具有产品质量稳定，互换性好，节约材料、生产效率高等优点，所以在双金属复合材料的加工优选采用冷挤压成型工艺。但双金属复合材料有两种材料的物理、化学乃至力学性能，存在金属的流动差问题。采用传统的冷挤压成型工艺在加工双金属复合材料时毛坯在模具中受三向压应力使材料变形，材料的金属的流动差，就会造成“滞后”流动现象严重，影响产品的加工质量。
同时，由于金属之间流动性和力学性能的区别，传统的挤压工艺成型端属于开放式结构，对挤出端的基础长度无法控制，为达到设计尺寸状态，需要对成型件进行二次加工，浪费材料的同时还增加了加工成本，影响生产效率。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种能够控制各成型腔内基础速度可控的双金属复合材料超声波冷挤压装置。
本发明的第二目的在于提供一种根据上述双金属复合材料超声波冷挤压装置的挤压工艺。
为了实现本发明的第一目的，本发明所采用的技术方案如下。
本发明的一种双金属复合材料超声波冷挤压装置，包括挤压装置本体和控制装置，所述挤压装置本体上安装有挤压成型模具,所述挤压成型模具上纵向开设有多个挤压孔，每个所述挤压孔上均套设有超声波振动环。
进一步地，所述挤压孔上还安装有流速检测装置，所述流速检测装置通过控制装置与超声波振动环电连接。
进一步地，所述挤压孔、超声波振动环和流速检测装置均设置在镶嵌块上，所述镶嵌块安装在所述挤压成型模具中。
进一步地，所述控制装置包括控制模块、比较模块、计算模块、流速监测模块、超声波震动调节模块，所述比较模块、计算模块、流速监测模块、超声波震动调节模块均与控制模块连接。
进一步地，所述控制装置还包括压力调节模块，所述压力调节模块与控制模块连接，所述压力调节模块与挤压装置本体上的挤压装置电连接。
为了实现本发明的第二目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种根据上述双金属复合材料超声波冷挤压装置的挤压方法，包括以下步骤：
S1、挤压成型时，每个流速检测装置检测挤压孔中材料的流速；
S2、对比每个挤压孔中材料的流速；
S3、调节超声波振动环的震动频率，使每个挤压孔中流速均匀。
进一步地，所述步骤S3具体执行方法为：
S31、实时获取每个挤压孔中材料的流速，计算所有挤压孔中的平均流速；
S32、依次比较每个挤压孔流速和平均流速，若挤压孔流速大于平均流速，调高超声波振动环的震动频率，若挤压孔流速小于平均流速，调低超声波振动环的震动频率。
进一步地，所述步骤S32中还以下步骤：对比平均流速和预设流速，若平均流速大于预设流速，压力调节模块控制挤压装置减小挤压力，若平均流速小于预设流速，压力调节模块控制挤压装置增大挤压力。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在挤压孔中加装超声波振动环，挤压成型过程中，超声波振动环通电，其产生机械振动。在振动环高频率高幅度的振动下，密度较大，流动速度较慢，挤压力相对较小的区域，型材与型腔接触部位之间空隙得到调节，从而使金属挤压状况改善，流动速度增大。相反密度越小，流动速度越快的区域，振动环振动频率和振动幅度越小，对金属流动的影响越小。最终实现所有挤压腔的型材流动速度均衡一致的动态平衡，挤压完成后散热器所有的散热片密度均匀，长短一致。由于超声波振动改善了金属流动状况，调节了型材的挤压速度，节省了散热器挤压完成后续处理工序，极大的提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的双金属复合材料超声波冷挤压装置的结构示意图；
图2是本发明中控制装置的结构框图；
图3是本发明的双金属复合材料超声波冷挤压装置的挤压工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本发明提供的一种双金属复合材料超声波冷挤压装置，包括挤压装置本体和控制装置，所述挤压装置本体上安装有挤压成型模具1,所述挤压成型模具1上纵向开设有多个挤压孔2，每个所述挤压孔2上均套设有超声波振动环3。在挤压孔2中加装超声波振动环3，挤压成型过程中，超声波振动环3通电，其产生机械振动。在超声波振动环3高频率高幅度的振动下，密度较大，流动速度较慢，挤压力相对较小的区域，型材与型腔接触部位之间空隙得到调节，从而使金属挤压状况改善，流动速度增大。相反密度越小，流动速度越快的区域，超声波振动环3振动频率和振动幅度越小，对金属流动的影响越小。最终实现所有挤压腔的型材流动速度均衡一致的动态平衡，挤压完成后散热器所有的散热片密度均匀，长短一致。由于超声波振动改善了金属流动状况，调节了型材的挤压速度，节省了散热器挤压完成后续处理工序，极大的提高了生产效率。
在本实施例中，挤压孔2上还安装有流速检测装置4，所述流速检测装置4通过控制装置与超声波振动环3电连接。通过流速检测装置4可以监测每个挤压孔2中金属的流速，控制装置在获取每个孔的流速以后，方便对每个挤压孔2上的超声波振动环3进行单独的驱动。使得所有挤压孔2中金属流速基本相同。
优选的，为了方便整个挤压孔2、超声波振动环3和流速检测装置4方便更换维修，所述挤压孔2、超声波振动环3和流速检测装置4均设置在镶嵌块5上，所述镶嵌块5安装在所述挤压成型模具1中。如果有其中一步部件损坏，可以整体拆下维修。
参阅图2所示，所述控制装置包括控制模块61、比较模块62、计算模块63、流速监测模块64、超声波震动调节模块65，所述比较模块62、计算模块63、流速监测模块64、超声波震动调节模块65均与控制模块61连接。流速监测模块64可以监测每个挤压孔2中金属流速，计算模块63可以计算所有挤压孔2中的平均流速，比较模块62用于比较挤压孔2中流速和平均流速差值，超声波震动调节模块65可以根据差值调节超声波振动环3的震动频率。差值越大，超声波振动环3的震动频率变化越大，挤压孔2中流速比平均流速大，则对应超声波振动环3震动频率减小，挤压孔2中流速比平均流速小，则对应超声波振动环3震动频率增大。该比较模块可以进行模拟量比较也可以进行数字量比较。比较的差值传递给超声波震动调节模块65。
优选的，所述控制装置还包括压力调节模块66，所述压力调节模块66与控制模块61连接，所述压力调节模块66与挤压装置本体上的挤压装置电连接。压力调节模块66还可以根据平均流速进行调节，若平均流速大于预设值，压力调节模块66压力降低，若平均流速小于预设值，则压力调节模块66压力增大。
参阅图3所示，一种根据上述双金属复合材料超声波冷挤压装置的挤压方法，包括以下步骤：
S1、挤压成型时，每个流速检测装置检测挤压孔中材料的流速；
S2、对比每个挤压孔中材料的流速；
S3、调节超声波振动环的震动频率，使每个挤压孔中流速均匀。
通过该方法，超声波振动改善了金属流动状况，使得每个挤压孔2中流速趋于平均，调节了型材的挤压速度，节省了散热器挤压完成后续处理工序，极大的提高了生产效率。
优选的，所述步骤S3具体执行方法为：
S31、实时获取每个挤压孔中材料的流速，计算所有挤压孔中的平均流速；
S32、依次比较每个挤压孔流速和平均流速，若挤压孔流速大于平均流速，调高超声波振动环的震动频率，若挤压孔流速小于平均流速，调低超声波振动环的震动频率。
通过流速比较比较方法简单，可以实现实时检测。本发明也可以通过流量监测的方式来调节每个挤压孔中的流量。
所述步骤S32中还以下步骤：对比平均流速和预设流速，若平均流速大于预设流速，压力调节模块控制挤压装置减小挤压力，若平均流速小于预设流速，压力调节模块控制挤压装置增大挤压力。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种双金属复合材料超声波冷挤压装置，包括挤压装置本体和控制装置，所述挤压装置本体上安装有挤压成型模具,其特征在于，所述挤压成型模具上纵向开设有多个挤压孔，每个所述挤压孔上均套设有超声波振动环。
2.根据权利要求1所述的双金属复合材料超声波冷挤压装置，其特征在于：所述挤压孔上还安装有流速检测装置，所述流速检测装置通过控制装置与超声波振动环电连接。
3.根据权利要求2所述的双金属复合材料超声波冷挤压装置，其特征在于：所述挤压孔、超声波振动环和流速检测装置均设置在镶嵌块上，所述镶嵌块安装在所述挤压成型模具中。
4.根据权利要求3所述的双金属复合材料超声波冷挤压装置，其特征在于：所述控制装置包括控制模块、比较模块、计算模块、流速监测模块、超声波震动调节模块，所述比较模块、计算模块、流速监测模块、超声波震动调节模块均与控制模块连接。
5.根据权利要求4所述的双金属复合材料超声波冷挤压装置，其特征在于：所述控制装置还包括压力调节模块，所述压力调节模块与控制模块连接，所述压力调节模块与挤压装置本体上的挤压装置电连接。
6.一种根据权利要求5所述的双金属复合材料超声波冷挤压装置的挤压方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、挤压成型时，每个流速检测装置检测挤压孔中材料的流速；
S2、对比每个挤压孔中材料的流速；
S3、调节超声波振动环的震动频率，使每个挤压孔中流速均匀。
7.根据权利要求6所述的挤压方法，其特征在于，所述步骤S3具体执行方法为：
S31、实时获取每个挤压孔中材料的流速，计算所有挤压孔中的平均流速；
S32、依次比较每个挤压孔流速和平均流速，若挤压孔流速大于平均流速，调高超声波振动环的震动频率，若挤压孔流速小于平均流速，调低超声波振动环的震动频率。
8.根据权利要求7所述的挤压方法，其特征在于，所述步骤S32中还以下步骤：对比平均流速和预设流速，若平均流速大于预设流速，压力调节模块控制挤压装置减小挤压力，若平均流速小于预设流速，压力调节模块控制挤压装置增大挤压力。
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