[实用新型]一种金属等体积连续反复剪切成形装置

说明书

技术领域

本实用新型属于材料加工技术领域，涉及一种金属等体积连续反复剪切成形装置。

背景技术

大塑性变形技术（Severe Plastic Deformation, SPD）是使材料在较低温度、较高的压力条件下，将材料通过一次或者多次累积反复的塑性变形，使其获得相当大的累积应变，使材料晶粒细化，提高材料的综合力学性能。目前主要的SPD技术有：等通道挤压、往复挤压、高压扭转、累积叠轧、循环闭模锻造等。国内提出的制备超细晶材料的C形、L形、S形、U形往复挤压实际上是等通道挤压的一种，挤压后坯料存在不均匀塑性变形。公开号CN2768921Y提出一种反复镦粗挤压模具是往复挤压的一种形式。CN104511493A提出了剪切变形制坯的模具及方法需要不断更换冲头，效率不高。总之，目前提出的等径角挤压生产不连续、效率较低、难以生产宽幅板材；高压扭转、累积叠轧、循环闭模锻造的设备复杂或不好操作；往复挤压成形的坯料多以圆坯料或轴对称材料，难以成型块状坯料。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种操作方便、成本低、效率高的金属等体积连续反复剪切成形装置，它能够根据不同的材料实现相应的预热处理来改善剪切成形时坯料的塑性变形能力，且能够产生均匀强剪切变形和大的应变积累，有效的实现金属坯料的晶粒细化的目的。

本实用新型采用的技术方案是：一种金属等体积反复剪切成形装置，包括滑动板、上旋转板、下旋转板、顶板、连接块、开合板、固定板、底板、底座、定距螺栓、连杆、叉杆。所述的上旋转板、下旋转板分别与底板和顶板互相铰接；所述的滑动板在开合板、固定板的导滑槽内滑动；所述的开合板与固定板采用定距螺栓连接；所述的连接块焊接在滑动板上；所述的连杆穿过连接块，与叉杆连接；所述的叉杆与压力机连接。压力机通过叉杆、连杆带动滑动板上下运动，实现上旋转板、下旋转板旋转，由滑动板、上旋转板、下旋转板、开合板、固定板、底板组成的平行六面体的型腔体积不变，但形状发生连续变化，实现对金属坯料的等体积连续反复剪切变形；上旋转板、下旋转板为同步的旋转运动，整个坯料产生均匀的塑性剪切变形。

上述的金属等体积反复剪切成形装置中，靠近金属坯料，固定板、底板上均设有加热装置。

上述的金属等体积反复剪切成形装置中，定距螺栓大径部分的长度等于固定板厚度和上下旋转板的宽度之和，小径螺纹部分用于紧固，保证本装置不溢料，同时保证上旋转板、下旋转板的旋转运动。

上述的金属等体积连续反复剪切成形装置中，滑动板能够在开合板、固定板的导滑槽内滑动，通过滑动板的上下运动带动上旋转板、下旋转板旋转，上旋转板、下旋转板与水平面的夹角的范围是：-45º<a<45º。

上述的金属等体积连续反复剪切成形装置中，滑动板、上旋转板、下旋转板、开合板，固定板和底板围成的平行六面体型腔，在滑动板上下运动过程中，滑动板带动上旋转板、下旋转板旋转，平行六面体型腔底面积和高在运动过程中没有变化，型腔形状变化但体积不变，实现金属等体积连续反复剪切成形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型能够实现块体材料的均匀剪切变形，能够有效的细化金属坯料的晶粒和调控组织，可以制备超细晶坯料，提高材料综合力学性能。

2、本实用新型可以通过固定板、底板上的加热器加热，实现剪切成形前的预热处理，改善剪切成形时的坯料塑性变形能力。坯料在反复剪切过程中，模具的温度可以通过热电偶采集数据传输到外部测温装置上进行检测，采集数据传到外接电脑系统上进行温度控制。

3、本实用新型有效地解决了等径角挤压生产不连续、效率较低以及高压扭转、累积轧制、循环闭模锻造的设备复杂或不好操作的问题，实现块体材料和厚板的等体积连续反复剪切变形。

4、本实用新型易于制造、使用方法简单可靠，可降低生产、实验成本。

附图说明

图1为本实用新型的坯料初始形状。

图2为本实用新型的坯料在上极限位置时的形状。

图3为本实用新型的坯料在下极限位置时的形状。

图4为本实用新型的结构示意图。

图5为本实用新型开合板1的示意图。

图6为本实用新型顶板5的示意图。

图7为本实用新型上旋转板6的示意图。

图8为本实用新型定距螺栓10的示意图。

图9为本实用新型底板12的示意图。

图10为本实用新型滑动板13的示意图。