[发明专利]一种用于制备超细晶金属材料的自动化装置及控制方法

说明书

本发明属于材料加工的技术领域，公开了一种用于制备超细晶金属材料的自动化装置，包括设置在液压机上的ECAP模具，所述ECAP模具采用对称的双挤压通道机构，能够同时加工两个铸件，其前方设置有运动机构，其出口处各设置一个力施加机构，所述运动机构用于将两个铸件放入对应的ECAP模具的入口或者按照设定的ECAP工艺路线将两个铸件同时从ECAP模具的出口放入对应的ECAP模具的入口，所述力施加机构用于向挤压过程中的铸件施加反向背压力。还公开了一种用于制备超细晶金属材料的自动化装置的控制方法。本发明实现铸件的自动化加工，节省人工成本，提高加工效率，同时使铸件在加工过程中受到三向静水压力，减小塑性损伤。

技术领域

本发明涉及材料加工的技术领域，尤其涉及一种用于制备超细晶金属材料的自动化装置及控制方法。

背景技术

随着社会的不断发展和科学技术的更加进步，材料科学的发展和新材料的应用将面临着新的挑战和机遇，特别是在其他基础科学，如环境、能源、信息和生物等推动下，人们对材料使用性能的要求越来越高，一方面是加快对新材料的研发，另一方面是对现有材料的潜在功能将得到更全面、更充分的发挥和利用，而利用ECAP(等通道转角挤压)工艺制备超细晶金属材料可以显著提高材料的力学及加工等性能。

目前，ECAP工艺在使用的过程中，存在模具单一、无法一体化生产、加工效率低下、无法灵活地适应铸件的尺寸，无法轻易更换模具的内外模角等问题。

发明内容

本发明提供了一种用于制备超细晶金属材料的自动化装置及控制方法，解决了现有ECAP工艺中模具单一、无法一体化生产、加工效率低下、无法灵活地适应铸件的尺寸等问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种用于制备超细晶金属材料的自动化装置，包括设置在液压机上的ECAP模具，所述ECAP模具采用对称的双挤压通道机构，能够同时加工两个铸件，其前方设置有运动机构，其出口处各设置一个力施加机构，所述运动机构用于将两个铸件放入对应的ECAP模具的入口或者按照设定的ECAP工艺路线将两个铸件同时从ECAP模具的出口放入对应的ECAP模具的入口，所述力施加机构用于向挤压过程中的铸件施加反向背压力。

进一步，所述力施加机构包括平台，所述平台上设置有转盘，所述转盘的中心与电动机的输出轴相连，其顶面与连杆的一端相连，所述连杆的另一端与滑块转动连接，所述滑块设置在导向通道内部，其顶端设置有堵杆，所述电动机通过带动转盘转动，带动与连杆相连的滑块沿导向通道往复运动，从而带动滑块上的堵杆进入或者离开ECAP模具的出口通道，进而对进入出口通道的铸件施加反向背压力。

进一步，所述平台和导向通道设置在角度调整机构上，所述角度调整机构用于调整平台在垂直平面上的角度，以使堵杆与出口通道的轴向中心线共线。

进一步，所述滑块呈C字形，所述C字形的开口端通过连接轴与连杆的另一端转动连接，所述C字形的封闭端设置有堵杆。

进一步，所述ECAP模具包括相互配合的上模和下模，所述上模设置在液压机的压板台上，包括朝向下模设置的两个导向柱、两个冲头，两个所述导向柱与两个冲头的连线相互垂直，所述下模设置在液压机的下板上，包括模芯，所述模芯设置在前后模板之间，其上对称设置有两个挤压通道，所述前后模板上设置有与导向柱配合的通道。

进一步，所述模芯能够拆卸地设置在前后模板之间，两个所述挤压通道将模芯分成三个部分，依次为左模芯、中间模芯和右模芯，所述左模芯、右模芯对称分布在中间模芯的两侧，所述左模芯、中间模芯和右模芯上均设置有多个加热棒，在所述中间模芯上对应挤压通道的转角位置设置测温探头，所述测温探头用于检测模芯的加热温度，所述导向柱沿轴向设置有多个环形凹槽，在所述前模板和后模板对应环形凹槽的位置设置有多个通气孔。

进一步，所述运动机构采用双机械臂结构，两个机械臂分别对应ECAP模具的两个挤压通道。