[实用新型]等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种等通道复合成形的棒材加工装置，具体涉及一种等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，属于材料成形技术领域。

背景技术

高性能材料是支撑航空航天、交通运输、汽车制造等领域的基础，而具有超乎寻常力学性能及物理性能的细晶粒金属材料成为发展高性能材料的重要方向之一。现有制备超细晶粒金属材料方法主要包括等通道转角挤压(EqualChannelAagularPressing，ECAP)、往复镦挤(CyclicExtrusionCompression，CEC)、累积叠扎(AccumulativeRoll-Bounding，ARB)、反复镦压(CyclicChannelDieCompression，CCDC)等。但是，随着制备超细晶粒方法的不断革新，人们发现仅靠一两种强化机制来实现金属材料综合性能提高的效果是有局限的。如果能够把不同的强化机制进行结合，不仅能提高生产效率，也是制备高性能材料最为有效的方法。

迄今为止，制备超细晶粒金属材料的方法往往都是被单独使用在某一装置上，例如：等通道转角挤压(ECAP)需要金属材料经过多道次加载后，综合性能才能得到改善；往复镦挤(ECE)则需要两个冲头在不同的截面积通道内反复镦挤金属材料来提高性能。致使其生产效率低下，耗能耗时，装置制造成本增加。因此，探究和应用多种成形方法于一体的累积变形装置来制备高性能材料具有重要意义。

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，根据本实用新型的一个方面，提供了一种等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，以至少解决现有制备高性能材料的装置被单独使用，致使生产效率低下，耗能耗时，装置制造成本高的问题。

本实用新型的等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，包括冲头、等通道转角挤压凹模、正挤压芯模和模套；等通道转角挤压凹模安装在模套内；正挤压芯模安装在等通道转角挤压凹模内，且正挤压芯模的轴线与等通道转角挤压凹模的轴线垂直；等通道转角挤压凹模内开设有剪切变形通道，正挤压芯模中心开设有正挤压通道；剪切变形通道和正挤压通道的横截面均为圆形，正挤压通道由大径段通道、变径段通道和小径段通道构成，剪切变形通道直接与大径段通道连通；冲头同轴设置在剪切变形通道的上方。

所述等通道转角挤压凹模和正挤压芯模可以更换，实现不同转角及模角的变形作用，生产不同直径的高性能棒材。

进一步地：所述等通道转角挤压凹模由两个半模拼装而成。如此设置，便于更换与安装。

进一步地：所述等通道转角挤压凹模呈倒立圆台状。如此设置，便于更换与安装。

进一步地：所述正挤压芯模用过盈配合的方式安装在等通道转角挤压凹模内。

进一步地：所述等通道转角挤压凹模的内角为90°～120°，外角为0°～45°。如此设置，更好地满足实际剪切变形的需要。

进一步地：所述正挤压芯模模角为30°～45°。如此设置，能有效减少坯料在直接挤压时的阻力。

进一步地：所述正挤压芯模为整体式结构。如此设置，有利于提高挤出棒材的表面质量。

进一步地：所述模套上设有均匀分布的多个加热孔。如此设置，满足实际操作需要并且温度分布均匀。

进一步地：所述多个加热孔的轴线与转角挤压凹模的轴线平行。如此设置，满足实际操作需要并且温度分布均匀。

进一步地：所述模套上设有热电偶测温孔。如此设置，便于准确掌握实际温度，使用方便。

进一步地：所述冲头和坯料之间放置挤压垫片。

进一步地：所述大径段通道直径和小径段通道直径的比值即为挤压比，挤压比为2至10。

本实用新型所达到的效果为：

一、本实用新型的等通道转角挤压凹模是由两个半模拼装而成并呈倒立圆台状安装在模套中，正挤压芯模用过盈配合的方式安装在等通道转角挤压凹模内。两者安装没有用到螺栓，更换方便，结构简单可靠。

二、本实用新型在合理参数范围内，可灵活更换正挤压芯模而制备不同直径的高性能金属棒材。

三、本实用新型使坯料在多种累积变形过程中,同时受到模面的背压作用，保证组织呈规律分布，晶粒深度细化，综合性能随之提高。