CN203917446U - 反复剪切挤压制备超细晶金属材料的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于材料加工技术领域,具体涉及一种反复剪切挤压制备超细晶金属材料的装置。本实用新型包括上压杆、凹模、下压杆和底座。整体式凹模内开设有挤压型腔,挤压型腔由上模腔、剪切通道和下模腔组成,其中剪切通道连接上模腔和下模腔。凹模放置在底座上,底座中心有圆形凹槽,下压杆置于底座的圆形凹槽中。本实用新型通过巧妙设计挤压工艺和模具型腔尺寸,使每道次挤压变形后坯料恢复到原来形状,结构简单、晶粒细化能力强,可制备组织均匀的块体超细晶材料。
Description
技术领域
本实用新型属于材料加工技术领域,具体涉及一种反复剪切挤压制备超细晶金属材料的装置。
背景技术
细化晶粒尺寸可大幅提高金属材料的强度和塑性,拓展金属材料的应用领域,减轻金属构件重量。受交通运输、航空航天和国防军工等国民经济支柱产业需求的推动,对高比强度、高比刚度等高性能结构材料的需求日益增加,发展超细晶材料是开发与制备高比强度、高比刚度等高性能结构材料的重要方法之一。传统压力加工技术可以在材料成型的同时细化组织、消除铸造缺陷,获得比铸态产品更优异的力学性能,然而,传统工业采用的挤压、锻造、轧制等压力加工技术由于每次加工的应变量没有达到一定的临界值,所以很难获得超细晶组织。近年来,大塑性变形技术的研究表明,采用强烈的塑性变形就可以获得亚微米、纳米级晶粒,在保持良好的塑韧性下,显著提高材料的强度。
经对现有技术的文献检索发现,实用新型专利“制备超细晶材料的S形转角往复挤压模具” (申请号200420114968.9)和实用新型专利“制备超细晶材料的转角往复挤压模具” (申请号200420114967.4)分别公布了一种往复挤压装置,一定程度上实现了反复剪切挤压制备细晶金属材料。但是模具结构复杂,制造和维护成本高;取料困难,加工效率低;劳动强度大。
发明内容:
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种反复剪切挤压制备超细晶金属材料的装置,通过采用整体式模具,使其简化模具结构,易于取料操作,提高加工效率,降低劳动强度。
本实用新型的任务是通过以下技术方案来实现的,本实用新型包括:上压杆、凹模、下压杆和底座,其特征在于:凹模为整体式结构,凹模开设有挤压型腔,挤压型腔由上模腔、剪切通道和下模腔组成,其中剪切通道连接上模腔和下模腔;上压杆置于上膜腔中,下压杆置于下膜腔中;凹模放置在底座上,底座中心有圆形凹槽,下压杆置于底座的圆形凹槽中。
所述底座,其上表面设有定位凸台,用于固定凹模。
所述定位突台,其尺寸与凹模相同。
所述上模腔,截面形状可为矩形,也可以是圆形。
所述下模腔,截面形状可为矩形,也可以是圆形。
本实用新型工作原理是,首先将待加工坯料和凹模加热到预定温度,将坯料放入上模腔,在上压杆的作用下,坯料沿上模腔进入剪切通道,继续挤压,坯料进入下模腔,当遇到下压杆的阻挡后,坯料发生镦粗,直至上压杆把坯料全部挤压入下模腔,材料正好把下模腔充满,第一道次挤压结束,然后将凹模上下翻转,下压杆变为上压杆,下模腔变为上模腔,重复上一道工序,反复进行直至获得所需应变量后,将上压杆和下压杆移走,将材料顶出凹模,获得超细晶材料。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型通过采用整体式凹模,消除飞边、降低挤压力;配套的底座使得往复挤压在单缸压机上就能实现;本实用新型可以制备纯金属、合金、金属基复合材料等超细晶材料,具有晶粒细化能力强,操作方便、结构简单、实用性强、易于普及的优点。
附图说明
图1为本实用新型纵向半剖结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明:本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,一种反复剪切挤压制备超细晶金属材料的装置,本实施例包括:上压杆1、凹模2、下压杆3和底座4,其特征在于:凹模2为整体式结构,凹模2开设有挤压型腔,挤压型腔由上模腔5、剪切通道6和下模腔7组成,其中剪切通道连接上模腔5和下模腔7;上压杆1置于上膜腔5中,下压杆3置于下膜腔7中;凹模2放置在底座4上,底座4中心有圆形凹槽,下压杆3置于底座4的圆形凹槽中。
所述底座4,其上表面设有定位凸台8,用于固定凹模2。
所述定位突台8,其尺寸与凹模2相同。
所述上模腔5,截面形状为矩形。
所述下模腔7,截面形状为矩形。
本实用新型工作原理是,首先将待加工坯料和凹模2加热到预定温度,将坯料放入上模腔5,在上压杆1的作用下,坯料沿上模腔5进入剪切通道6,继续挤压,坯料进入下模腔7,当遇到下压杆3的阻挡后,坯料发生镦粗,直至上压杆1把坯料全部挤压入下模腔7,材料正好把下模腔7充满,第一道次挤压结束,然后将凹模2上下翻转,下压杆3变为上压杆1,下模腔7变为上模腔5,重复上一道工序,反复进行直至获得所需应变量后,将上压杆1和下压杆3移走,将材料顶出凹模2,获得超细晶材料。
Claims (4)
1.一种反复剪切挤压制备超细晶金属材料的装置,包括:上压杆(1)、凹模(2)、下压杆(3)和底座(4),其特征在于:凹模(2)为整体式结构,凹模(2)开设有挤压型腔,挤压型腔由上模腔(5)、剪切通道(6)和下模腔(7)组成,其中剪切通道连接上模腔(5)和下模腔(7);上压杆(1)置于上膜腔(5)中,下压杆(3)置于下膜腔(7)中;凹模(2)放置在底座(4)上,底座(4)中心有圆形凹槽,下压杆(3)置于底座(4)的圆形凹槽中。
2.根据权利要求1所述的反复剪切挤压制备超细晶金属材料的装置,其特征是,所述的底座(4)上设有定位凸台(8),用于固定凹模(2)。
3.根据权利要求1所述的反复剪切挤压制备超细晶金属材料的装置,其特征是,所述上模腔(5)截面形状可为矩形或圆形。
4.根据权利要求1所述的反复剪切挤压制备超细晶金属材料的装置,其特征是,所述下模腔(7)截面形状可为矩形或圆形。
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