[发明专利]制备超细晶材料的L形等通道往复挤压模具

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机械加工技术领域的模具，尤其是一种半连续式等通道角挤模具。

背景技术

大塑性变形技术(简称SPD)，具有强烈的晶粒细化能力，可以直接将材料的内部组织细化到亚微米乃至纳米级，已被国际材料学界公认为是制备块体纳米和超细晶材料的最有前途的方法。最近几年，大塑性变形技术得到了迅猛的发展，主要有：等通道转角挤压(ECAE)、高压扭转(HPT)、往复挤压(CEC)、累积轧制(ARB)等。其中，等通道转角挤压和高压扭转由于其优良的细化能力而发展最为迅猛，但是高压扭转由于制备材料体积小而应用受到限制，其他工艺也各存在明显的不足。

经对现有技术的文献检索发现，Y.Iwahashi等人在《Scripta Material》(材料导报，1996，35：143-146)上发表的“principle of equal-channel angularpressing for the processing of ultra-fine grained materials”(制备超细晶材料的等通道转角挤压原理)一文中，介绍了等通道转角挤压制备超细晶材料的原理，挤压模具内有两个截面相等的通道，两通道以一定的角度相交，挤压时，试样在冲头的作用下经过两通道的转角处(常见的内交角为90°和120°)产生局部大剪切塑性变形。采用该技术具有如下特点：①可以制备大体积试样，②材料在挤压前后横截面形状和面积不改变，故多次反复挤压可使各次变形的应变量累积迭加，从而得到相当大的总应变量。③细化能力强，经过该工艺加工的材料晶粒大小约为100nm～200nm；但是，该技术最大的缺点是生产效率低，模具拆卸非常不方便，没有温控装置，不利于镁合金的大塑性变形。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种半连续式等通道角挤模具，使其具有晶粒细化能力强、结合液压机系统，可以控制压力、变形速率、变形温度的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括上下两部分，所述下部包括：下底板、滑板、凹模、凹模垫块，所述上部包括：导向板、凸模、凸模固定板、凸模垫块、上底板、弹簧、卸料螺钉，其中：凹模由内圈和外圈连接而成，凹模内设有L形等通道挤压模腔，外圈与下底板相连，凹模垫块位于内圈和下底板之间，滑板位于凹模垫块上，凸模上端穿过凸模固定板的中心孔固定，下端穿过导向板的中心孔，凸模固定板与上底板相连，凸模垫块位于凸模和上底板之间，导向板与上底板通过卸料螺钉相连，卸料螺钉穿过凸模固定板孔内的弹簧。

所述L形等通道挤压模腔，其横截面为正方形，通道转角为90°。

所述凹模分为内圈和外圈，通过热装连接。

所述外圈与下底板通过均匀分布的螺栓相连并以对称分布的销钉定位。

所述凹模垫块上设有凹模通孔，滑板位于该凹模通孔内。

所述凸模固定板与上底板通过均匀分布的螺栓相连并以对称分布的销钉定位。

所述导向板与上底板通过对称分布的卸料螺钉相连。

所述滑板位于凹模内通道下方，滑板与凹模内、外圈通孔按设定的公差配合。

所述凹模外圈由加热线圈包围，滑块横穿加热线圈。

所述凸模通过上底板以压板与数控液压机的上工作面连接固定。

本发明采用金属制作金属型等通道角挤压模具，上、下底板能够方便地与数控液压机上、下工作面连接，便于压力及变形速率的控制。采用凸模固定板将凸模固定在液压机上压板上，便于凸模的下压及退模。导向板可以保证凸模的中心垂直度，凹模分为内圈和外圈两个部分，便于与加热装置的配套，凹模内通道为矩形，通道转角为90度，通道下方为与凹模通道尺寸匹配的滑板，便于变形过程中出现堵塞时凹模通道的清理及样品的取出。凹模外圈由加热线圈包围，滑块横穿加热线圈，便于对凹模的加热及温控。整个模具设计及温控装置的配套，使得该模具系统能够在室温～500℃下实施等通道角挤压变形，由于退模方便，可以实现连续多道次变型，明显提高生产效率。

本发明镁合金等通道角挤压模具具有显著的晶粒细化效果，金属型模具结构简单，加工容易；能够实现温度控制，结合液压机能够实现压力及压下速率控制。镁合金对温度和变形速率非常敏感，该技术可以更容易实现从工艺控制到微观组织控制再到提高镁合金力学性能的效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图

具体实施方式