[发明专利]制备高性能、超细晶轻合金管材的模具及成型方法

说明书

本发明公开了一种制备高性能、超细晶轻合金管材的模具及成型方法，所述模具包括挤压杆、凹模和弹性顶件机构，所述凹模由内凹模和外凹模组成，在内凹模中部设有一个用于容置待加工坯料的竖向通孔，内凹模和外凹模之间形成一个管材成型腔，所述管材成型腔由上定径区和下变径剪切区组成；启动压力机后，压力机能够带动挤压杆在竖向通孔内下行，实现对坯料的反挤压，并能够带动内凹模上下滑动并在成形位置定位。本发明的制备高性能、超细晶轻合金管材的模具及成型方法的模具结构简单、管材成型自动化程度高，且成型质量好。

技术领域

本发明属于合金管材加工领域，具体涉及一种制备高性能、超细晶轻合金管材的模具及成型方法。

背景技术

目前，在制备超细晶合金（轻合金）管材，特别是薄壁和高精度的轻合金管材时主要采用挤压的方式成型。挤压加工不仅能够改善合金的塑性，而且还可以有效地细化晶粒，得到高性能的轻合金管材。但是传统挤压方式具有如下缺点：挤压生产过程，一般采用正向挤压，但正向挤压时坯料与挤压筒的摩擦较大，金属流动不均匀，而且正向挤压会形成沿管材挤压方向的带状组织和强烈的基面织构，造成管材的各向异性，从而降低成形管材的力学性能。这些形成的基面织构还很容易在薄管的二次加工中造成轻合金铸造组织中的缩孔、疏松等缺陷，使得管材尤其是薄管的加工精度变差。

基于正向挤压的上述缺陷，申请人考虑采用反向挤压的方向加工轻合金管材。针对反向挤压制备合金管材的成型工艺，中国国家知识产权局于2019年10月11日公告了，公告号为106362220的一种表面改性的镁合金薄壁管及其反向挤压模具和制备方法，该镁合金薄壁管采用反向挤压的方式挤压成型，该管材的反向挤压模具包括上模部分和下模部分，上模部分包括上模板和挤压 杆，下模部分包括下模板、挤压筒、挤压凹模和芯棒，挤压筒内设置有挤压凹模。该挤压模具在挤压时，需先将芯棒升起，然后将将加热后的合金铸锭放入挤压筒内，再把挤压凹模放入挤压筒内且置于合金铸锭上；启动压力机，使下模部分向上移动，挤压杆对坯料进行反挤，合金管材由挤压杆中空的内部向上穿出，反挤变形工艺结束，挤压机活塞复位，下模部分下落，将堵头抽掉，卸料，反挤结束，获得Mg-Zn-Sr合金管材。该申请的模具结构较为复杂，同时，在挤压完成后，不能够自动将成型管材顶出。另外，传统的反挤压方法所制得的管材容易产生裂纹，成型率不高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单、管材成型自动化程度高，且成型质量好的制备高性能、超细晶轻合金管材的模具及成型方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：