[发明专利]阶段连续挤压梯度变截面铝合金型材的制备装置及方法

说明书

本发明的阶段连续挤压梯度变截面铝合金型材的制备装置及方法，装置结构包括挤压机，挤压机的挤压筒连接有模具支撑座，模具支撑座内设有分瓣模具组件，分瓣模具组件包括大头区整体模具和若干组基材模具，大头区整体模具和若干组基材模具一端均设有工作面凸台，大头区整体模具和若干组基材模具各自工作凸台依次相接，大头区整体模具和若干组基材模具另一端对齐，共同端面整体卡设有滑动楔键。制备变截面铝合金型材时，安装模具后，控制模具与铸锭加热温度及过渡段夹角，结合相应挤压速度，进行阶段连续挤压梯度变截面铝合金型材制备。尤其能够获得力学性能、电导率和腐蚀性能优异的大头段与第一基材段横截面积比≥9:1的梯度变截面铝合金型材。

技术领域：

本发明属于技术领域，具体涉及一种阶段连续挤压梯度变截面铝合金型材的制备装置及 方法。

背景技术：

铝合金型材被广泛应用于建筑、交通运输、电子、航天航空等部门。近年来，由于对设 备、器件小型化、轻量化地要求，热交换器用管材及空心型材等各种铝挤压制品地比例迅速 增加。据资料介绍，挤压加工制品中铝及铝合金制品约占70％以上。铝合金型材挤压技术发 展也因此带动了现代挤压技术的发展。阶段变截面型材是沿型材长度上断面形状和尺寸发生 阶段性变化的一种型材，多数的发生一个阶段变化，也有发生两个或两个以上的阶段变化。 阶段变截面型材一般由基本型材、过度区和尾部断面很大的所谓“大头”三部分组成，又称为 大头型材。目前的铝合金连续挤压工艺，均获得等截面，对于变截面的铝合金零件，一般采 用锻造的方法获得，但锻造只能进行尺寸很小的件进行连续锻造生产，而对于长度在2、3米 以上的件就无法进行自动化连续生产了。虽然还可以用机械加工的方法对等截面的长工件进 行切削加工从而获得变截面工件，但材料浪费巨大，生产效率低下，对刀具损耗巨大。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种阶段连续挤压梯度变截面铝合 金型材的制备装置及方法。其原理是：采用卧式单辊铝合金挤压机，配合分瓣式模具结构进 行试验成形。具体的，将按试验规定参数加热的铝合金圆铸锭在挤压机压力作用下，压入截 面呈连续阶梯变化的分瓣式挤压模具中进行成形，并控制挤压过程中的挤压速度，从而得到 变截面挤压型材。变截面型材拥有曲率半径小于5米的弧度变化曲面。模具结构是进料口侧 截面积大，出料口侧截面积小，母材金属先流入大头区模具，再流入基本型材区模具，随着 基本型材及相应的过渡段部分挤压结束，通过调整滑动楔键，解锁相应模具并移出，直至大 头部分挤压完成。解锁模具并剪切残料，获得一个形状、尺寸符合工艺设计要求得变截面的 铝合金棒材，此时一个挤压周期完成。如此反复，连续获得呈梯度变化的变截面的铝合金型 材。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

阶段连续挤压梯度变截面铝合金型材的制备装置，包括挤压机，所述挤压机的挤压筒连 接有模具支撑座，所述的模具支撑座内设有分瓣模具组件，所述的分瓣模具组件包括大头区 整体模具和若干组基材模具，所述的大头区整体模具和若干组基材模具一端均设有工作面凸 台，所述的大头区整体模具和若干组基材模具各自工作凸台依次相接，所述的大头区整体模 具和若干组基材模具另一端对齐，形成共同端面，且该共同端面整体卡设有滑动楔键，所述 的滑动楔键能够沿共同端面上下滑动。

所述的分瓣模具组件包括大头区整体模具和若干组基材模具截面呈连续阶梯变化，进料 口侧截面积大，出料口侧截面积小。

所述的大头区整体模具实现大头段挤压，所述的若干组基材模具实现基材段挤压，所述 的基材段包括过渡段和平行段。

所述的若干组基材模具各自工作凸台的端部倒角，所述的倒角位置相应挤压形成各基材 段的过渡段，所述的倒角角度、长度与过渡段的夹角、长度相对应。

所述的若干组基材模具沿挤压方向，依次包括第n组基材模具，第n-1组基材模具，……， 第二组基材模具，第一组基材模具，相应用于挤压获得第n段基材段，第n-1段基材段，……， 第二段基材段，第一段基材段。