[发明专利]一种螺旋传动细晶镁合金同步挤扭复合装置及加工方法

说明书

本发明公开了一种螺旋传动细晶镁合金同步挤扭复合装置及加工方法，涉及镁合金应用技术领域。包括基座和镁合金坯料，所述基座的内侧中部上端设有挤压凹模，所述挤压凹模的下端通过滚柱轴承转动连接有变截面挤扭凹模，所述镁合金坯料设于挤压凹模和变截面挤扭凹模的内部，所述挤压凹模的内侧上端且镁合金坯料的正上方滑动连接有挤压凸模，所述变截面挤扭凹模的内侧下端中部开设有出料口，所述变截面挤扭凹模的底部通过定位销钉固定连接有同步扭转装置。该螺旋传动细晶镁合金同步挤扭复合装置，实现了挤压与扭转同步进行的剧烈塑性变形工艺，在充分细化晶粒的过程中，保证了镁合金坯料的变形均匀性。

技术领域

本发明涉及镁合金应用技术领域，具体为一种螺旋传动细晶镁合金同步挤扭复合装置及加工方法。

背景技术

镁合金作为一种轻质结构材料，由于其具有密度低，比强度高，比刚度高，电磁屏蔽性能好等特点，在国民工业与日常生产中展现出广阔的应用前景。然而由于镁合金具有密排六方结构，室温下仅有两个滑移系可以开动，所以其塑性变形能力很差，这大大影响了镁合金的进一步加工成形及工程应用。为了突破这一技术难题，许多研究致力于改善镁合金的综合力学性能。总的来说，目前主要有两个研究方向，一是通过添加稀土元素来实现新合金系的设计，使材料性能满足一定的要求，二是通过对材料进行剧烈塑性变形，使晶粒得到极大细化。然而，由于稀土元素价格较昂贵，添加稀土元素不仅增加了生产成本，而且在生产过程中很容易出现铸造缺陷，这对后续加工生产极为不利。

众所周知，材料性能与其微观组织密切相关。一般来说，材料的平均晶粒尺寸越小，其综合力学性能也越好。因此通过对材料进行剧烈塑性变形来提高镁合金性能是一种行之有效的方法。就目前而言，对材料进行剧烈塑性变形一般有等通道转角挤压，高压扭转，累积叠轧等方式。作为一种新型的塑性变形方法，剧烈塑性变形可以在变形过程中结合多种变形方式，引入大量应变，使晶粒得到极大细化，弱化基面织构，从而大大提高材料的机械性能与成型性能。同时，在变形之后，仍然可以获得大块完整尺寸的样品，在工程实践中具有重要的意义。然而，这种技术方法也存在一定的弊端与缺陷，例如加工效率低，不能连续化生产等缺点。而且，由于这种变形方式复杂，在实际生产过程中难以实现精确控制，这也在一定程度上限制了其应用。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种螺旋传动细晶镁合金同步挤扭复合装置及加工方法，具备细化晶粒和弱化织构并且可以连续化精确加工等优点，解决了目前的加工方法效率低而且不能连续化生产的问题。

（二）技术方案

为实现上述细化晶粒和弱化织构并且可以连续化精确加工的目的，本发明提供如下技术方案：一种螺旋传动细晶镁合金同步挤扭复合装置，包括基座和镁合金坯料，所述基座的内侧中部上端设有挤压凹模，所述挤压凹模的下端通过滚柱轴承转动连接有变截面挤扭凹模，所述镁合金坯料设于挤压凹模和变截面挤扭凹模的内部，所述挤压凹模的内侧上端且镁合金坯料的正上方滑动连接有挤压凸模，所述变截面挤扭凹模的内侧下端中部开设有出料口，所述变截面挤扭凹模的底部通过定位销钉固定连接有同步扭转装置，所述同步扭转装置的中部设有齿轮传动轴，所述齿轮传动轴外侧固定连接有传动齿轮，所述基座的内部左右两侧均安装有丝杠，所述丝杠的上下两端分别螺纹连接有上端锁紧螺钉和下端锁紧螺钉，所述丝杠上螺纹连接有螺旋传动机构，所述螺旋传动机构主要由与丝杠螺纹连接的螺母构成，所述螺母的外侧也固定连接有传动齿轮，且齿轮传动轴外侧的传动齿轮和螺母的外侧的传动齿轮啮合连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述挤压凹模的模体内设有加热电阻丝。

作为本发明的一种优选技术方案，所述变截面挤扭凹模的上端为圆形截面，下端多边形截面。

一种螺旋传动细晶镁合金同步挤扭复合装置的加工方法，包括以下步骤：

S1、选材：固体块体的镁合金坯料，固态固体的砂纸，固态粉末的高温石墨，液态液体的无水乙醇，液态液体的丙酮；