[发明专利]一种制备超细晶块体材料的L形挤压装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备超细晶块体材料的L形挤压装置，属超细晶块体材料冷挤压塑性成型的技术领域。

背景技术

超细晶块体材料是一种晶粒被细化到亚微米、纳米的新型材料，有很好的刚度、强度等力学性能，如铝、铜、镁、铁等晶体材料，具有广阔的应用价值，常用于机械、电子、国防等工业，由于大塑性变形技术的出现，超细晶块体金属材料的应用得到了很好的发展，具有很好的应用价值与前景。

等通道转角挤压技术，简称ECAP技术，是目前科技界关注的一个新兴技术领域，是二十世纪八十年代Segal提出的制备三维大尺寸致密超细晶块体材料的有效方法，常用于挤压金属材料、聚合物材料等，例如：铝、镁、铜、钢等，被挤压材料可以是块料，也可以是粉料，该技术的优点在于变形过程不改变材料的横截面形状，可实现材料的多次反复剪切挤压变形，在累积了足够大的变形量后，材料的晶粒更加细化，力学性能更加提高，比传统的冷扎、挤压、拉拔、锻压技术有了很大的进步。

等通道转角挤压ECAP技术是在一个特别设计的模具装置中进行的，模具装置包括两个横截面完全相同，以一定角度相互交叉的通道，材料在挤压力的作用下通过通道，在通道转角处产生一定量的均匀的纯剪切变形，从而改变了金属材料的内部组织结构，使晶粒得到细化，呈取向性分布，使材料的力学性能得到很大提高，这一技术是制备超细晶块体金属材料的一种新方法。

等通道转角挤压模具装置的内通道也有多种形式，例如S形，C形，U形，L形等形式，是根据材料种类和要求进行选择和设计的，L形模具内通道是金属材料超细化的常选用形式，具有单次挤压等效应变量大、变形均匀等特点，因而被普遍采用，但材料在经过90°转角后，表面受拉应力的作用，内应力增加，易出现微裂纹，最终导致块体材料开裂，从而限制了晶粒细化的程度，目前也有采用背压力技术来解决这一问题，例如：背压活塞、滑动底座、增大摩擦力，但同时也带来了模具复杂，摩擦力增大等问题，仍然不能很好的解决块体开裂这一难题，达不到超细晶的要求，而且在挤压过程中极易损坏模具。

发明内容

发明目的

本发明的目的就是针对背景技术的不足，设计一种制备超细晶块体材料的L形等通道转角挤压模具装置，改变模具的模芯结构，在模芯内通道的90°拐角处，设置2°±10＇的起偏角，使材料在通过90°转角时，受到一定程度的压应力，减少或避免材料经90°转角时的块体开裂，增加挤压次数，提高金属材料的晶粒细化程度，方形、楔形挤压杆轮换使用，大大减小挤压力，提高模具的使用寿命。

技术方案

本发明主要结构由模座、联接座、模套、模芯、挤压杆、转角部、垂直通道、水平通道、产物出口组成；在模座1的上部有定位座2，在模座1、定位座2的中间位置装有模套4，模套4内为模套腔5，在模套4的中间位置、模套腔5内垂直装有模芯垫27、模芯6，模芯6的中间位置为垂直通道8，垂直通道8连接水平通道9，水平通道9的产物出口18对准模套4的产物出口10，垂直通道8内按挤压顺序先后安装方形挤压杆7、楔形挤压杆22，方形挤压杆7、楔形挤压杆22的上部分别为安装部13、21，安装部13、21深入挤压机的联接座3内，并由紧固螺栓11、12定位固定，下部分别为挤压部14、20，工作状态时深入模芯6的垂直通道8内。

所述的模套4呈圆柱内锥形通孔形腔体，模套4内部为锥形通孔形模套腔5，模套4侧部设有产物出口10，模套腔5的上部为模套上端面16，下部为模套下端面17，模套腔5的内锥斜角为1°，上端面16处为大孔，下端面17处为小孔。

所述的模芯6呈圆柱外锥形腔体，模芯6的中间位置设有垂直通道8，模芯6的中下部设有水平通道9，垂直通道8与水平通道9通过中心线O-O、O₁-O₁垂直相交，水平通道9右侧部为产物出口18，垂直通道8与水平通道9相交处的右上角部为转角部19，水平通道9的中段为直斜相交部15，模芯6的上部为模芯上端面25，下部为模芯下端面26，模芯6的外锥角为1°，模芯上端面25处为锥体大端面，模芯下端面26处为锥体小端面。