CN204564809U - 一种制备超细晶材料的t型复合连续挤压模具 - Google Patents

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王晓溪
朱珍
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Abstract

一种制备超细晶材料的T型复合连续挤压模具，该模具有一个由两个形状相同并对称的左半凹模和右半凹模合并固定组成的一个组合凹模，该组合凹模通过模具底座、紧固螺栓紧固连接成一体；在组合凹模的上部设有贯通的水平通道，在水平通道内吻合套装有左挤压杆、右挤压杆，在组合凹模水平通道的中间位置向下垂直依次贯通设有：上变径直立通道、上等径直立通道、经转角120°转角后的转向斜通道、再经向下转角120°转角后的下等径直立通道、下变径直立通道、变径出口通道；各个通道转角处都有相应的圆角。该模具能够改善坯料经多次挤压后存在的均匀性下降情况、细化晶粒、减少残余拉应力、提高坯料的力学性能、提高坯料均匀性以及提高坯料的利用率。

Description

一种制备超细晶材料的T型复合连续挤压模具
技术领域
本实用新型涉及一种超细晶材料制备模具，尤其是一种制备超细晶材料的T型复合连续挤压模具。
背景技术
晶粒细化是提高材料力学性能的一种有效方法。近年来，等径角挤压，简称ECAP技术成为目前材料科学研究领域中的一个研究热点。ECAP以纯剪切的方式实现块体材料剧烈塑性变形，通过多道次挤压积累大量应变，从而使材料晶粒细化，形成超细晶材料，甚至纳米材料。然而，传统的ECAP变形由于模具内外角的差异，使所获得的材料晶粒往往沿截面从上到下尺寸分布不均匀，材料内部等效应力、等效应变等场量的分布也差异较大，极大地降低了材料的综合力学性能，制约着纳米级金属材料的发展。此外，当坯料通过模具转角时，所受剪切力很大，加大了挤压设备和模具的负担；且坯料在强塑性变形条件下表面存在强烈的拉应力，由于没有有效的背压作用，易出现裂纹、断裂等缺陷，生产效率低下，容易造成材料的浪费，从而增加了生产成本。
发明内容
本实用新型为了解决目前当坯料经等径角挤压后等效应力、等效应变等不均匀程度较大，坯料通过较大模具转角时所受剪切力过大，表面存在强烈的拉应力，而易出现裂纹、甚至断裂，生产效率低下，增加成本的问题，本实用新型提供了一种制备超细晶材料的T型复合连续挤压模具，该模具能够改善坯料经多次挤压后存在的均匀性下降情况、细化晶粒、减少残余拉应力、提高坯料的力学性能、提高坯料均匀性以及提高坯料的利用率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制备超细晶材料的T型复合连续挤压模具，包括：模具底座、紧固螺栓、左挤压杆、左半凹模、水平通道、右半凹模、右挤压杆、上变径直立通道、上等径直立通道、转向斜通道、下等径直立通道、下变径直立通、变径出口通道；该模具有一个由两个形状相同并对称的左半凹模和右半凹模合并固定组成的一个组合凹模，该组合凹模通过模具底座、紧固螺栓紧固连接成一体；在组合凹模的上部设有贯通的水平通道，在水平通道内吻合套装有“T”字型左挤压杆、右挤压杆，在组合凹模水平通道的中间位置向下垂直依次贯通设有：上变径直立通道、上等径直立通道、经转角120°转角后的转向斜通道、再经向下转角120°转角后的下等径直立通道、下变径直立通道、变径出口通道，该上变径直立通道与下变径直立通道的截面尺寸逐渐缩小，再连接着变径出口通道，其截面尺寸再逐渐增大至出口；各个通道转角处都有相应的圆角以降低应力集中。
使用时，将合金坯料放置在水平通道内，再装入左挤压杆、右挤压杆，开动左右挤压缸，使左挤压杆、右挤压杆匀速向中心挤压，迫使坯料在水平通道内受力变形，进入上变径直立通道，再顺序进入上等径直立通道、转向斜通道、下等径直立通道、下变径直立通道、变径出口通道；当左挤压杆、右挤压杆的压头压到相互距离为2mm时，精度±0.1，退出左挤压杆、右挤压杆，在右挤压杆的通道内加入下一根坯料，再开动右挤压杆向左侧挤压坯料，切断并推出废料，直至废料取出，然后复位，开动左挤压杆、右挤压杆，重复以上操作。
本实用新型的有益效果是：该模具能够在坯料经过大量大塑性变形的同时，最大程度上保证坯料的均匀性，提高坯料的力学性能和利用率，达到如此大程度的晶粒细化而相对减轻设备的挤压负担、多种挤压工艺的复合连续挤压确保了晶粒的进一步剪切、细化坯料，坯料出口时避免了因出口膨胀而导致坯料难以取出的问题，也给坯料提供了适当的伸展空间，减少了残余应力的危害。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的主视图半剖图。
图2是本实用新型的左视图局部剖视图。
图中1.模具底座，2.紧固螺栓，3.左挤压杆，4.左半凹模，5.水平通道，6.右半凹模，7.右挤压杆， 8.上变径直立通道，9. 上等径直立通道，10.转向斜通道，11. 下等径直立通道，12.下变径直立通,13.变径出口通道。
具体实施方式
在图1、图2中，一种制备超细晶材料的T型复合连续挤压模具，包括：模具底座1、紧固螺栓2、左挤压杆3、左半凹模4、水平通道5、右半凹模6、右挤压杆7、上变径直立通道8、上等径直立通道9、转向斜通道10、下等径直立通道11、下变径直立通12、变径出口通道13；该模具有一个由两个形状相同并对称的左半凹模4和右半凹模6合并固定组成的一个组合凹模，该组合凹模通过模具底座1、紧固螺栓2紧固连接成一体；在组合凹模的上部设有贯通的水平通道5，在水平通道5内吻合套装有“T”字型左挤压杆3、右挤压杆7，在组合凹模水平通道5的中间位置向下垂直依次贯通设有：上变径直立通道8、上等径直立通道9、经转角120°转角后的转向斜通道10、再经向下转角120°转角后的下等径直立通道11、下变径直立通道12、变径出口通道13，该上变径直立通道8与下变径直立通道12的截面尺寸逐渐缩小，再连接着变径出口通道13，其截面尺寸再逐渐增大至出口；各个通道转角处都有相应的圆角以降低应力集中。
使用时，将合金坯料放置在水平通道5内，再装入左挤压杆3、右挤压杆7，开动左右挤压缸，使左挤压杆3、右挤压杆7匀速向中心挤压，迫使坯料在水平通道5内受力变形，进入上变径直立通道8，再顺序进入上等径直立通道9、转向斜通道10、下等径直立通道11、下变径直立通道12、变径出口通道13；当左挤压杆3、右挤压杆7的压头压到相互距离为2mm时，精度±0.1，退出左挤压杆3、右挤压杆7，在右挤压杆7的通道内加入下一根坯料，再开动右挤压杆7向左侧挤压坯料，切断并推出废料，直至废料取出，然后复位，开动左挤压杆3、右挤压杆7，重复以上操作。

Claims (1)

1.一种制备超细晶材料的T型复合连续挤压模具，包括：模具底座（1）、紧固螺栓（2）、左挤压杆（3）、左半凹模（4）、水平通道（5）、右半凹模（6）、右挤压杆（7）、上变径直立通道（8）、上等径直立通道（9）、转向斜通道（10）、下等径直立通道（11）、下变径直立通（12）、变径出口通道（13）；其特征是：该模具有一个由两个形状相同并对称的左半凹模（4）和右半凹模（6）合并固定组成的一个组合凹模，该组合凹模通过模具底座（1）、紧固螺栓（2）紧固连接成一体；在组合凹模的上部设有贯通的水平通道（5），在水平通道（5）内吻合套装有“T”字型左挤压杆（3）、右挤压杆（7），在组合凹模水平通道（5）的中间位置向下垂直依次贯通设有：上变径直立通道（8）、上等径直立通道（9）、经转角120°转角后的转向斜通道（10）、再经向下转角120°转角后的下等径直立通道（11）、下变径直立通道（12）、变径出口通道（13），该上变径直立通道（8）与下变径直立通道（12）的截面尺寸逐渐缩小，再连接着变径出口通道（13），其截面尺寸再逐渐增大至出口；各个通道转角处都有相应的圆角。
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