[发明专利]一种小尺寸镁合金棒管热挤压成型模具

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金热挤压成形技术，具体为一种小尺寸镁合金棒管热挤压成型模具，用于镁合金热挤压加工领域。

背景技术

镁合金具有比强度和比刚度高、阻尼减振性好、电磁屏蔽和抗辐射能力强、易切削加工、易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航天、航空和国防军事工业等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。但常温下镁合金滑移系少，塑性变形困难，大多数产品通过铸造获得，存在晶粒粗大、力学性能较差、易产生缺陷等缺点，极大的限制了镁合金的应用。将镁合金铸锭通过锻造、挤压、轧制等塑性变形加工后能够有效的改善镁合金的微观组织，消除铸造缺陷，提高合金的力学性能。

与锻造和轧制相比，通过热挤压的方法对铸造镁合金进行变形加工具有更强烈的三向压应力状态，有利于发挥其最大的塑性；产品尺寸精度高，表面质量好；操作灵活方便，产品品种多、规格多，成为镁合金塑性加工成型中应用最为广泛的工艺之一。通常镁合金无缝管材或棒材热挤压是在带穿孔装置或不带穿孔装置的卧式挤压机上进行，需要大型挤压设备和控温装置，模具尺寸大、结构复杂，成形工序多，生产成本高。对于直径小于10mm的小尺寸镁合金棒管的挤压，还存在挤压力大、生产效率低、管材壁厚差大等问题，现有的卧式挤压机不能很好的适应小尺寸镁合金棒管的生产，尤其是高精度镁合金薄壁细管的生产。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种小尺寸镁合金棒管热挤压成型模具，通过简单的换模，既可以生产出不同规格的小尺寸镁合金棒材，也可以生产出高精度的小尺寸镁合金管材。

本发明的技术方案是这样实现的：一种小尺寸镁合金棒管热挤压成型模具，包括上模座、下模座、挤压筒、凸模和凹模，其特征在于：所述凹模通过挤压筒配合固定在下模座上，凹模上设有与挤压筒同心的型腔，挤压筒和凹模通过上模座和下模座紧固；凸模采用过渡配合与挤压筒内壁直接接触。

所述挤压筒由挤压筒内衬和挤压筒外套构成，两者过盈热装配合，所述挤压筒内衬外径尺寸是内径的1.5～1.8倍，挤压筒外套外径尺寸是内径的2.0～2.2倍，装配过盈量为挤压筒内衬外径的0.002～0.003倍。在挤压筒外套外壁设有保温套，保温套、挤压筒外套和挤压筒内衬上设有贯通的直达凹模外壁的测温孔，便于插入测温设备测量凹模外壁的温度变化。

挤压棒状镁合金用凸模由一体成型同轴的挤压杆和挤压轴构成，为了减少摩擦阻力，挤压杆直径稍小于挤压轴直径；挤压轴与挤压筒内壁过渡配合，与坯料接触面采用25°锥度角结构。

挤压管状镁合金用凸模由一体成型同轴的挤压杆、挤压轴和挤压针构成，挤压轴位于挤压杆和挤压针之间，挤压杆和挤压针直径小于挤压轴直径，挤压轴与挤压筒内壁过渡配合，挤压轴与挤压针结合部位采用25°锥度角和圆弧过渡；挤压针深入凹模型腔内，与凹模型腔一起构成环形挤压孔。挤压针直径为4～8mm，为了退模方便，采用锥度为0.3°的锥度结构。

所述挤压杆上端设有防止挤压轴与凹模直接接触的限位压头。压头的限位尺寸为凸模直接与凹模接触时位于挤压筒外的挤压杆长度，保证挤压过程中凸模不直接压在凹模上，既减少余料又防止损坏凹模。

所述凹模的入模锥度角为30°，凹模收口处采用半径为4～6mm的圆角过渡，型腔尺寸为2～10mm，凹模整体外形为倒T型。

所述下模座上设有圆形凸台，挤压筒下端设有与圆形凸台对应的圆形沉孔，挤压筒通过圆形沉孔紧套在圆形凸台上。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、采用本发明模具能够顺利生产直径为Φ2～10mm的镁合金棒材或外径为5～10mm、内径为4～8mm的镁合金管材，生产成本低，材料利用率高，坯料变形均匀，挤压力小，产品尺寸精度高、表面质量好。

2、模具结构简单，使用方便，成本低廉，使用寿命长。

附图说明

图1-本发明挤压镁合金管材模具结构示意图；

图2-本发明挤压镁合金棒材所用凸模结构示意图；

图3-本发明凹模结构示意图；

图4-采用本发明模具挤压出的镁合金薄壁细管(实施例1)；

图5-采用本发明模具挤压出的镁合金细棒(实施例2)。

图中：1-上模座；2-挤压筒内衬；3-挤压筒外套；4-保温套；5-螺栓；6-测温孔；7-下模座；8-限位压头；9-挤压杆；10-挤压轴；11-挤压针；12-凹模；13-型腔；14-导流孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。