[发明专利]反向扭转挤压制备杯形件

说明书

技术领域

本发明属于塑性成形工艺技术领域，是一种通过改变挤压方式，来提高产品的性能的机械加工工艺。

背景技术

反向挤压是一个与正向挤压完全不同的概念，要求使用完全不同的机构和机电仪一体化来满足其要求。反向挤压方法可以追溯到1870年立式铅管挤压机的反向挤压法的问世，而在工业上的应用则是Genders在1926年提出了反向挤压法的优点以后，反向挤压法才逐渐在铝、铜及其合金的加工行业上得到比较广泛应用。

由于在反向挤压中，锭子与挤压筒之间没有相对运动，也就没有因摩擦产生的热量，故所需的挤压力也相对较小，降低能耗等，总结起来反挤压有以下优点：

1.与正挤压相比，反向挤压所需的挤压力减少25-30％；

2.可以充分利用挤压力来充分挤压更小截面的型材，使用更低的挤压温度，允许更高的挤压速度；

3.挤压筒与锭子之间没有相对运动，所以不会摩擦生热，在挤压过程中锭子表面的温度不会升高，制品表面和棱边不容易产生裂纹；

4.挤压模具的寿命长；

5.整个锭子的任何一个截面的变形都是均匀的，几乎没有形成挤压缺陷和粗大晶粒的趋势；

6.锭子表面的杂质不会进入制品内部(因为挤压筒内没有金属涡流产生)

同时，扭转挤压是近几十年来新起来的一种剧烈塑性成型工艺，这种工艺能既能有效地细化晶粒，获得超细晶粒，极大提高强度，又在材料内部形成各向异性的流线型纤维组织，大大改善材料的综合性能。

本发明提出将反向挤压和扭转挤压相结合的一种复合工艺，生产出既能满足顾客对质量的需求又满足企业降低能耗的要求的产品，如在军事上可以挤高强度弹壳，炮弹壳，民用上可以挤高质量茶杯，罐头盒等各种需要抗压性能的杯形件。

发明内容

本发明是针对目前挤压领域耗能大，挤压制品性能不高的背景下提出来的，主要是针对铝，镁，铜，钛等部分塑性较好的材料。塑性好的材料，成型能力好，能获得形状复杂的产品，同时结合本工艺，又能使挤压后的制品获得良好的综合性能，如强度，硬度，各向异性等。

本发明的主要内容如下：

1.根据客户的要求，选择挤压件所需材料(如铝，铜等合金)，然后进行下料，根据材料的具体情况，可以进行适当的热处理。

2.设计制造或改装挤压模具。根据客户提供的样品制件，设计出合理的配套模具，也可改装传统的挤压模具，再计算挤压力，选择合适吨位的挤压机等。

3.产品的生产。将坯料放入料筒，同时润滑也是必不可少。在挤压过程中，材料受到了强烈的扭转变形，会晶粒大大细化，同时会在材料中性成螺旋形纤维组织，整个制品的力学性能将有很大的改观。

本发明的工作原理：本发明的工作原理如图1所示，料筒，挤压垫和坯料在挤压机的推动下，向左运动，同时凸模不断的旋转，这样材料在挤压过程中，由于水平速度和周向旋转速度的合成，会使金属材料发生螺旋式的塑性流动，于是最终产品会形成沿挤压轴方向的螺旋式的纤维组织，垂直挤压轴方向的强度将很大的提高，同时强烈的扭转变形，导致晶粒大大细化，显著提高制品的综合性能。

附图说明

图1为反向扭转挤压基本原理示意图

其中，1为挤压垫块，2为挤压坯料，3为料筒，4为冲头

具体实施方式

本专利具体实施过程中涉及材料的选择、坯料的制备、挤压设备的选择、模具的设计与制造、反向扭转挤压与产品的检测及性能测试分析等，主要包括：

1.合金坯料的制备、设备的选型及模具的制造。根据最终成型合金构件的几何尺寸，结合相关的挤压技术要求设计，制备相应的坯料。同时根据最终成形合金构件的结构完成挤压力的计算及挤压设备的选型，并加工制造相应的反挤压模具。

2.反向扭转挤压工艺参数的调整。根据节能减排的原则，为了使耗能最低，用较少的成本生产出高质量的产品，凸模的旋转速度和料筒的前进速度不能太大。

3.产品的质量性能测试分析。对第一个产品进行各种质量检测，表面毛刺情况，抗拉抗压性能的测试，硬度的检测等。合格则继续生产，否则进行工艺参数的调整。

4.完成产品的生产，并对最终成形件的表面处理，和后继加工。

实施例1