[发明专利]复合超耐磨叶片挤压模具

说明书

复合超耐磨叶片挤压模具为整体式方块结构，中心设置有变形通道，内部顺序设有模具入口、挤压减径模口、叶片成形通道和合金喷射口，变形通道内设置有一个复合芯轴，复合芯轴内部设置有加热环，在凹模上方顺序匹配设有复合冲头与上模板；凹模底部通过螺栓固定在下模板上；该复合超耐磨叶片挤压模具通过复合芯轴、复合冲头、合金喷射口及堆焊机的配合使用，一次挤压过程中，坯料在模具型腔内变形连续，依次发生瓦轴口挤压变形、叶片外缘合金粉末喷射成形以及叶片外缘工作面耐磨堆焊层的制备，实现了螺旋叶片“一次放料，连续挤压，多种工艺，近净成形”的目的，具有高效、复合、易控的优点。

技术领域

本发明涉及金属塑性加工的挤压模具，尤其是一种挤压工艺与耐磨技术相结合的复合超耐磨叶片挤压模具。

背景技术

螺旋叶片是摊铺机、螺旋输送机等设备中的重要部件，主要用于输送粘度较大的可压缩性物料，在完成输送作业的过程中兼具对物料的搅拌和混合功能。由于与沥青、岩石及混合料直接接触，在相互碰撞和挤压的过程中，承受磨料的磨损与冲击，使用工况十分恶劣。多数情况下，叶片的磨损从外边缘逐渐向内部扩展，呈现出不均匀分布特性。

近年来，螺旋叶片的耐磨问题成为人们日益关注和研究的重点。目前，螺旋叶片主要通过铸造的方法一体成型。在其生产及研究开发过程中，人们往往只注重叶片外缘的耐磨性能，而忽视了其内部安装部件的使用工况要求。采用调整叶片化学成分含量、改进叶片铸造工艺、优化叶片热处理工艺等方法可在一定程度上提升叶片外缘耐磨性能，但这些工序复杂繁琐且稳定性不高，改善效果十分有限。同时，一体成型生产出来的螺旋叶片，其内部与外缘具有相同的铸造组织，经热处理后虽然材料硬度大大提高，但在增加耐磨性的同时，存在脆性破裂的风险。此外，工作过程中，叶片内部安装圆环及瓦轴口处常会滞留较大的石料颗粒，硬而脆的安装圆环及瓦轴口容易受到挤压产生裂纹，极易发生早期断裂失效。实际生产中，无论是螺旋叶片外缘的过早磨损还是内部安装圆环及瓦轴口的过早断裂，都需要对设备进行停机并重新更换，这将极大降低设备的工作效率，大幅增加工作人员的劳动强度，既费时又费力。

螺旋叶片属于多向异型的复杂断面类零件，然而，目前尚未见到采用精密挤压工艺来进行叶片成形及性能提升的相关报道。如何将精密成形技术用于该类零件的大规模生产加工，同时实现金属材料挤压工艺与耐磨技术相结合的零部件制备，是材料性能设计和优化的一个重要研究方向。因此，确有必要对传统挤压模具结构进行改进，并将其与材料表面强化技术进行复合，以扩大精密挤压成形的应用范围和适用对象，将其直接用于多向异型断面零件的工业生产。

发明内容

为了实现金属材料挤压工艺与耐磨技术相结合，从而解决螺旋叶片及其内部安装部件的耐磨问题，本发明提供了一种复合超耐磨叶片挤压模具；该复合超耐磨叶片挤压模具具有高效、易控的优点，实现了“一次放料，连续挤压，多种工艺，近净成形”的目的，从而有效提高了叶片生产效率、改善了叶片零件的综合性能，达到了一次挤压，复合成形的效果，使得传统精密挤压工艺的适用范围和细晶强化的能力得到有效扩展。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合超耐磨叶片挤压模具包括：下模板，挤压凹模，多功能顶出缸，堆焊喷枪，合金喷射口，加热环，叶片成形通道，挤压减径模口，复合芯轴，模具入口，控制接口，控制线，磁力环，复合冲头，上模板；该复合超耐磨叶片挤压模具有一个整体式的方块体挤压凹模；所述的挤压凹模内部有一个变形通道，变形通道内部居中设置有复合芯轴；挤压凹模变形通道与复合芯轴共同构成整副模具的变形通道；变形通道内部依次顺序设有模具入口、挤压减径模口、叶片成形通道和合金喷射口；在挤压凹模上方匹配设有复合冲头，复合冲头的顶部与上模板相连接，挤压凹模通过底板螺栓固定在下模板上，下模板通过螺栓固定在压力机工作台上。

所述的模具入口截面为光滑圆形，坯料通过挤压减径模口后，通道截面变为前后带瓦轴口的圆环。

所述的模具入口、挤压减径模口与叶片成形通道具有相同的型腔体积，型腔体积均为一次放置坯料尺寸的体积。