[发明专利]一种滚柱式等通道挤压模具及其挤压方法

说明书

本发明公开了一种滚柱式等通道挤压模具及其挤压方法，包括挤压压头和挤压凹模，所述挤压凹模内设置有互通的竖向挤压通道、拐角和横向挤压通道，所述挤压压头与所述竖向挤压通道相对设置，用于挤压所述竖向挤压通道内的坯料，所述拐角衔接于所述竖向挤压通道与所述横向挤压通道之间，所述拐角的顶部侧壁和底部侧壁上均滚动连接有多个滚柱，所述滚柱的部分柱体内嵌于所述挤压凹模内，所述滚柱的另一部分柱体则突出于所述拐角的侧壁设置；挤压时坯料依次由竖向挤压通道挤入模具中，在模具通道拐角处增加滚柱结构，将坯料的滑动摩擦改为滚动摩擦，减小摩擦力，同时使坯料易于弯曲成通道形状，有利于材料的顺利挤出，减小模具受力，防止模具损坏。

技术领域

本发明涉及金属强变形技术领域，特别是涉及一种滚柱式等通道挤压模具及其挤压方法。

背景技术

等通道挤压(ECAP)是一种制备纳米晶体块体材料的变形工艺，其制备工艺是通过挤压压头将块体材料从通道一端挤到另一端，材料在通道拐角处发生剧烈而均匀的剪切变形，晶粒破碎细化，通过多道次变形，材料总的变形量很大，晶粒可以得到细化，可达到纳米级别，材料强度得到极大的提高。但是普通的等通道挤压方法金属材料在挤压通道拐角处因摩擦力大，材料流动困难，需要增大挤压力使金属流动，容易造成模具在挤压通道拐角处受力过大，经常造成模具破坏或者寿命降低，严重影响该工艺的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种滚柱式等通道挤压模具及其挤压方法，以解决上述现有技术存在的问题，在模具通道拐角处增加滚柱结构，将部分区域的滑动摩擦改为滚动摩擦，减小摩擦力，同时使坯料易于弯曲成通道形状，有利于材料的顺利挤出，减小模具受力，防止模具损坏。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种滚柱式等通道挤压模具，包括挤压压头和挤压凹模，所述挤压凹模内设置有互通的竖向挤压通道、拐角和横向挤压通道，所述挤压压头与所述竖向挤压通道相对设置，用于挤压所述竖向挤压通道内的坯料，所述拐角衔接于所述竖向挤压通道与所述横向挤压通道之间，所述拐角的顶部侧壁和底部侧壁上均滚动连接有多个滚柱，所述滚柱的部分柱体内嵌于所述挤压凹模内，所述滚柱的另一部分柱体则突出于所述拐角的侧壁设置。

优选地，所述拐角的底部侧壁处的所述挤压凹模上设置有多个第一滚柱孔，多个所述第一滚柱孔沿着所述底部侧壁的弧形轮廓均布，所述拐角的顶部侧壁处的所述挤压凹模上设置有多个第二滚柱孔，多个所述第二滚柱孔沿着所述顶部侧壁的弧形轮廓均布，多个所述滚柱分别内嵌于所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔内，且所述滚柱与所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔间隙配合。

优选地，所述挤压凹模由两个半模拼接而成，两个所述半模的内端面上相对设置有截面为半圆形的凹槽，两个所述半模上的凹槽拼接到一起后形成所述竖向挤压通道、所述拐角和所述横向挤压通道；两个所述半模的外端面上均固定有一固定板，所述固定板上设置有限位孔，所述限位孔里设置有限位杆，所述限位杆用于对所述滚柱的两端进行轴向限位。

优选地，两个所述半模上、两个所述固定板上均相对设置有螺纹孔，螺栓连接于螺纹孔内将两个所述半模和两个所述半模外侧设置的所述固定板固定连接。

优选地，所述挤压头包括挤压段和受力段，所述挤压段的直径与所述竖向挤压通道的直径相等，所述挤压段的垂直高度与所述竖向挤压通道的垂直高度相等。

优选地，所述竖向挤压通道的直径与所述横向挤压通道的直径相等。

优选地，所述竖向挤压通道竖直设置，所述横向挤压通道水平设置。

本发明还提供了一种滚柱式等通道挤压模具的挤压方法，包括以下步骤：

(1)、将第一坯料放入竖向挤压通道中，驱动挤压压头挤压第一坯料；