[发明专利]一种制备超细晶杯形件的旋转反挤压装置与方法

权利要求书

1.一种制备超细晶杯形件的旋转反挤压装置，其特征在于，包括凸模固定座、反挤压凸模、挤压筒、垫块、顶杆、下模板；所述反挤压凸模外表面设置有螺旋状凸台，所述反挤压凸模上端与凸模固定座相连，所述反挤压凸模设置于挤压筒中；所述挤压筒中心开设有圆形通孔；所述垫块置于挤压筒中，所述垫块上表面设有螺旋状凹槽，所述垫块下端设置有多边形状凸台；所述下模板中心开设有多边形通孔；所述顶杆形状为一多边形，置于所述下模板的通孔中，所述下模板通过螺栓与挤压筒相连，所述下模板通过螺栓固定在压力机工作台上；所述坯料放置于挤压筒中，所述坯料置于垫块与反挤压凸模之间。

2.根据权利要求1所述的制备超细晶杯形件的旋转反挤压装置，其特征在于，所述反挤压凸模下端设置有锥形结构，所述反挤压凸模外表面设置有螺旋状凸台，所述螺旋状凸台自锥形结构边缘处开始，凸台高度自下而上逐渐增高，螺旋圈数为1-3圈，所述凸台上方为等截面凸台，螺旋圈数为1-2圈；螺旋状凸台与凸模杆部连接处均采用圆弧过渡。

3.根据权利要求1所述的制备超细晶杯形件的旋转反挤压装置，其特征在于，所述垫块外形为圆形，与挤压筒之间为间隙配合，垫块上端开设有螺旋状凹槽，垫块下端设置有多边形状凸台结构。

4.根据权利要求1所述的制备超细晶杯形件的旋转反挤压装置，其特征在于，所述下模板中心开设有与垫块下端多边形凸台一样的多边形通孔，垫块下端多边形凸台置于多边形通孔中。

5.根据权利要求4所述的用来制备超细晶杯形件的旋转反挤压装置来制备超细晶杯形件的方法，具体包括以下步骤：

步骤①：对所述坯料进行预处理；

步骤②：通过所述螺栓将挤压筒与下模板相连，将所述下模板通过螺栓固定在压力机工作台上，所述顶杆放置于下模板的多边形孔中，其下端与压力机顶出缸相连，将所述垫块放置于挤压筒中，使垫块下端的多边形凸台与下模板的多边形通孔配合，将所述坯料放置于垫块上，将反挤压凸模与凸模固定座相连，调整反挤压凸模与挤压筒中圆孔对中；

步骤③：启动所述旋转挤压压力机，反挤压凸模下行的同时进行旋转，坯料在反挤压的同时受到螺旋凸台推挤作用，沿轴向向上流动的同时旋转，产生附加剪切变形，杯形件壁厚逐渐减薄直至定径，反挤压凸模达到所需压下量后停止挤压过程；

步骤④：所述反挤压凸模反向旋转，从所制备的杯形件中退出，顶杆在顶出缸的驱动下推动垫块顶出杯形件，完成杯形件的制备过程。

6.根据权利要求5所述的制备超细晶杯形件的旋转反挤压方法，其特征在于，所述反挤压凸模的压下速度为0.05mm/s-10mm/s，旋转速度为0.1转/分钟-1000转/分钟。

7.根据权利要求5所述制备超细晶杯形件的旋转反挤压方法，其特征在于，当所述坯料材料不适合或无法进行室温加工时，将反挤压凸模、挤压筒、垫块加热后进行旋转反挤压，或通过提高反挤压凸模转速，降低压下速度，借助摩擦热和塑性变形热使坯料升温后挤压。