CN204769936U

CN204769936U - 等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置

Info

Publication number: CN204769936U
Application number: CN201520545186.9U
Authority: CN
Inventors: 于彦东; 刘越; 匡书珍; 李�杰
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2025-07-24

Abstract

等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，属于材料成形技术领域。本实用新型为了解决现有制备高性能材料的装置被单独使用，致使生产效率低下，耗能耗时，装置制造成本高的问题。等通道转角挤压凹模安装在模套内；正挤压芯模安装在等通道转角挤压凹模内，且正挤压芯模的轴线与等通道转角挤压凹模的轴线垂直；等通道转角挤压凹模内开设有剪切变形通道，正挤压芯模中心开设有正挤压通道；剪切变形通道和正挤压通道的横截面均为圆形，正挤压通道由大径段通道、变径段通道和小径段通道构成，剪切变形通道直接与大径段通道连通；冲头同轴设置在剪切变形通道的上方。本实用新型用于高性能棒料成形加工。

Description

等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置

技术领域

本实用新型涉及一种等通道复合成形的棒材加工装置，具体涉及一种等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，属于材料成形技术领域。

背景技术

高性能材料是支撑航空航天、交通运输、汽车制造等领域的基础，而具有超乎寻常力学性能及物理性能的细晶粒金属材料成为发展高性能材料的重要方向之一。现有制备超细晶粒金属材料方法主要包括等通道转角挤压(EqualChannelAagularPressing，ECAP)、往复镦挤(CyclicExtrusionCompression，CEC)、累积叠扎(AccumulativeRoll-Bounding，ARB)、反复镦压(CyclicChannelDieCompression，CCDC)等。但是，随着制备超细晶粒方法的不断革新，人们发现仅靠一两种强化机制来实现金属材料综合性能提高的效果是有局限的。如果能够把不同的强化机制进行结合，不仅能提高生产效率，也是制备高性能材料最为有效的方法。

迄今为止，制备超细晶粒金属材料的方法往往都是被单独使用在某一装置上，例如：等通道转角挤压(ECAP)需要金属材料经过多道次加载后，综合性能才能得到改善；往复镦挤(ECE)则需要两个冲头在不同的截面积通道内反复镦挤金属材料来提高性能。致使其生产效率低下，耗能耗时，装置制造成本增加。因此，探究和应用多种成形方法于一体的累积变形装置来制备高性能材料具有重要意义。

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，根据本实用新型的一个方面，提供了一种等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，以至少解决现有制备高性能材料的装置被单独使用，致使生产效率低下，耗能耗时，装置制造成本高的问题。

本实用新型的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，包括冲头、等通道转角挤压凹模、正挤压芯模和模套；等通道转角挤压凹模安装在模套内；正挤压芯模安装在等通道转角挤压凹模内，且正挤压芯模的轴线与等通道转角挤压凹模的轴线垂直；等通道转角挤压凹模内开设有剪切变形通道，正挤压芯模中心开设有正挤压通道；剪切变形通道和正挤压通道的横截面均为圆形，正挤压通道由大径段通道、变径段通道和小径段通道构成，剪切变形通道直接与大径段通道连通；冲头同轴设置在剪切变形通道的上方。

所述等通道转角挤压凹模和正挤压芯模可以更换，实现不同转角及模角的变形作用，生产不同直径的高性能棒材。

进一步地：所述等通道转角挤压凹模由两个半模拼装而成。如此设置，便于更换与安装。

进一步地：所述等通道转角挤压凹模呈倒立圆台状。如此设置，便于更换与安装。

进一步地：所述正挤压芯模用过盈配合的方式安装在等通道转角挤压凹模内。

进一步地：所述等通道转角挤压凹模的内角为90°～120°，外角为0°～45°。如此设置，更好地满足实际剪切变形的需要。

进一步地：所述正挤压芯模模角为30°～45°。如此设置，能有效减少坯料在直接挤压时的阻力。

进一步地：所述正挤压芯模为整体式结构。如此设置，有利于提高挤出棒材的表面质量。

进一步地：所述模套上设有均匀分布的多个加热孔。如此设置，满足实际操作需要并且温度分布均匀。

进一步地：所述多个加热孔的轴线与转角挤压凹模的轴线平行。如此设置，满足实际操作需要并且温度分布均匀。

进一步地：所述模套上设有热电偶测温孔。如此设置，便于准确掌握实际温度，使用方便。

进一步地：所述冲头和坯料之间放置挤压垫片。

进一步地：所述大径段通道直径和小径段通道直径的比值即为挤压比，挤压比为2至10。

本实用新型所达到的效果为：

一、本实用新型的等通道转角挤压凹模是由两个半模拼装而成并呈倒立圆台状安装在模套中，正挤压芯模用过盈配合的方式安装在等通道转角挤压凹模内。两者安装没有用到螺栓，更换方便，结构简单可靠。

二、本实用新型在合理参数范围内，可灵活更换正挤压芯模而制备不同直径的高性能金属棒材。

三、本实用新型使坯料在多种累积变形过程中,同时受到模面的背压作用，保证组织呈规律分布，晶粒深度细化，综合性能随之提高。

四、本实用新型更快捷有效地制备高性能材料，相对于传统使用单独装置，其效率可提高20％～35％，能耗降低了5％～15％。

五、本实用新型的等通道转角挤压凹模与正挤压芯模复合成形过程是在同一装置上同时进行，因此装置的制造成本相比现有的成本降低了15％以上。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的左视结构示意图；

图5是本实用新型的等通道转角挤压凹模俯视结构示意图；

图6是图5的B-B剖视图；

图7是图5的左视结构示意图；

图8是本实用新型的正挤压芯模俯视结构示意图；

图9是图8的C-C剖视图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本实用新型公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

本实用新型的实施例提供了一种等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，包括冲头1、等通道转角挤压凹模2、正挤压芯模4和模套7；等通道转角挤压凹模2安装在模套7内；正挤压芯模4安装在等通道转角挤压凹模2内，且正挤压芯模4的轴线与等通道转角挤压凹模2的轴线垂直；等通道转角挤压凹模2内开设有剪切变形通道6，正挤压芯模4中心开设有正挤压通道5；剪切变形通道6和正挤压通道5的横截面均为圆形，正挤压通道5由大径段通道、变径段通道和小径段通道构成，剪切变形通道6直接与大径段通道连通；冲头1同轴设置在剪切变形通道6的上方。

另外，根据一种实现方式，所述等通道转角挤压凹模2由两个半模拼装而成。

另外，根据一种实现方式，所述等通道转角挤压凹模2呈倒立圆台状。

另外，根据一种实现方式，所述正挤压芯模4用过盈配合的方式安装在等通道转角挤压凹模2内。

另外，根据一种实现方式，所述等通道转角挤压凹模2的内角α为90°～120°，外角β为0°～45°。

另外，根据一种实现方式，所述正挤压芯模4模角θ为30°～45°。

另外，根据一种实现方式，所述大径段通道直径D₀和小径段通道直径D的比值即为挤压比，挤压比为2至10。

另外，根据一种实现方式，所述正挤压芯模4为整体式结构。所述模套7上设有均匀分布的多个加热孔10。

另外，根据一种实现方式，所述多个加热孔10的轴线与转角挤压凹模2的轴线平行。所述模套7上设有热电偶测温孔8。

另外，根据一种实现方式，所述冲头1和坯料3之间放置挤压垫片9。

虽然本实用新型所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本实用新型的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本实用新型所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims

1.等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：包括冲头(1)、等通道转角挤压凹模(2)、正挤压芯模(4)和模套(7)；等通道转角挤压凹模(2)安装在模套(7)内；正挤压芯模(4)安装在等通道转角挤压凹模(2)内，且正挤压芯模(4)的轴线与等通道转角挤压凹模(2)的轴线垂直；等通道转角挤压凹模(2)内开设有剪切变形通道(6)，正挤压芯模(4)中心开设有正挤压通道(5)；剪切变形通道(6)和正挤压通道(5)的横截面均为圆形，正挤压通道(5)由大径段通道、变径段通道和小径段通道构成，剪切变形通道(6)直接与大径段通道连通；冲头(1)同轴设置在剪切变形通道(6)的上方。

2.根据权利要求1所述的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：所述等通道转角挤压凹模(2)由两个半模拼装而成。

3.根据权利要求2所述的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：所述等通道转角挤压凹模(2)呈倒立圆台状。

4.根据权利要求1所述的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：所述正挤压芯模(4)用过盈配合的方式安装在等通道转角挤压凹模(2)内。

5.根据权利要求3所述的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：所述等通道转角挤压凹模(2)的内角(α)为90°～120°，外角(β)为0°～45°。

6.根据权利要求5所述的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：所述正挤压芯模(4)模角(θ)为30°～45°；所述正挤压芯模(4)为整体式结构；所述大径段通道直径(D₀)和小径段通道直径(D)的比值即为挤压比，挤压比为2至10。

7.根据权利要求1所述的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：所述模套(7)上设有均匀分布的多个加热孔(10)。

8.根据权利要求7所述的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：所述多个加热孔(10)的轴线与转角挤压凹模(2)的轴线平行。

9.根据权利要求1所述的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：所述模套(7)上设有热电偶测温孔(8)。

10.根据权利要求1所述的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，其特征在于：所述冲头(1)和坯料(3)之间放置挤压垫片(9)。