[发明专利]一种铝合金等温热镦挤复合成形模具及方法

权利要求书

1.一种铝合金等温热镦挤复合成形模具，包括上模和下模，其特征在于，所述下模包括顶杆和模套，所述模套为下端圆周设有外凸肩的桶状形，底端面开有中心孔，侧壁上部沿圆周均布有多个螺纹通孔，自凸肩沿轴向的侧壁上套装有加热器，模套内自下而上依次叠置开有中心通孔、截面为T型、下端穿出模套中心孔的垫块，和设有与垫块同轴的上大下小阶梯孔，且下端圆周设有外凸肩的型腔，所述型腔外圆上套装有与之相配合的挤压筒，所述挤压筒的外圆壁上对应模套螺纹孔位处设有一环形凹槽，上端面上设有一盲孔，盲孔中安置有热电偶；所述顶杆自下而上插配在垫块的中心孔中。

2.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的挤压筒和垫块的端面上还各自分别设有用于吊装的两个螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的挤压筒和垫块的外圆与所述的模套的内圆之间还设有单边间隙，间隙值优选为0.03-0.05mm。

4.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的环形凹槽的截面形状为矩形。

5.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的多个螺纹通孔的优选数为3个，螺纹通孔还设有沉孔。

6.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的上大下小阶梯孔的上端设有倒角，大小孔之间转接处设有圆弧过渡，下小圆孔端为喇叭形，角度优选为2～3°。

7.根据权利要求1或5所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的上大下小阶梯孔的上大孔为异形孔或非异形孔中的任一种，下小孔为圆孔。

8.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的型腔与挤压筒的配合为过盈配合。

9.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的加热器由加热电阻丝和保温石棉材料构成。

10.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述上模的型腔和挤压筒的材质为H13热作模具钢，热处理硬度为HRC48～52，所述的垫块、模套和顶杆的材质为普通碳素结构钢，硬度HRC30～40。

11.一种使用权利要求1～9任一项所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具镦挤复合成形制件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将模具固定在压力机工作台上，顶杆与压力机顶出系统连接，根据设计要求调整顶杆的顶出高度；将热电偶和加热器与外置的控温系统相连，设定加热器温度范围为430℃～460℃；

(2)采用二硫化钼润滑剂润滑型腔的模腔部分与上模的刃口部分，先将铝合金棒料加热至始锻温度范围为430℃～460℃，按1.5分钟/mm计算铝合金棒料的保温时间进行保温，再将加热后的铝合金棒料放入模具的型腔中，保温1～2分钟后，操控压力机带动上模1下行，镦挤铝合金棒料使其端头部分达到设计高度尺寸后，操控上模回程，完成铝合金棒料的成形过程；

(3)待上模停在压力机行程上位后，操控压力机顶出系统驱动顶杆，将成形制件从型腔中顶出。