[发明专利]一种带二次挤压成形的铜合金薄壁壳形件的半固态触变成形模具

说明书

一种带二次挤压成形的铜合金薄壁壳形件的半固态触变成形模具，属于半固态成形设备领域。主要包括挤压筒部分、上模部分和下模部分，其中挤压筒部分由挤压冲头、隔热板、挤压筒、加热/保温装置组成，上模由凹模、限位装置、隔热套组成，下模部分由凸模、二次挤压冲头、隔热板组成。凹模和凸模开若干个加热孔，凹模连接限位装置。本发明模具设计有二级挤压冲头，在挤压冲头完成合金的充型后，利用二次挤压冲头向上运动，实现对型腔内的坯料二次挤压成形，使得零部件的成形更加充分，同时有效地解决了成形件冷却时的补缩问题。整套模具结构简单，成形效率高，废料少，可大幅提升产品的良品率并降低了生产成本。

技术领域：

本发明涉及带二次挤压成形的铜合金薄壁壳形件的半固态触变成形模具，属于半固态成形设备领域。

背景技术：

铜合金由于其优良的导电、导热性、化学稳定性等性能，在汽车、航空、航天、造船、家电、机械等制造行业有着广泛应用，随着工业化的不断发展，对于铜合金零部件的要求不断提高，其中，对于高性能、高精度、轻量化的铜合金薄壁壳形件的需求愈发增加。

对于高性能的铜合金薄壁壳形件的制备，目前主要集中在固态成形和液态成形两种方式。固态成形时，铜合金材料流动性差、变形抗力大，导致难以成形或壁厚大，零部件的二次机加工量大。液态成形时，铜合金液冷却会导致缩松缩孔等缺陷，铸件壁厚较大且力学性能差，高温合金液也对模具热冲击大，导致模具寿命较短。半固态触变成形技术可以显著降低成形温度，减少高温对模具产生的热冲击，且变形抗力较固态成形小，易于成形，是成形铜合金薄壁壳形件的理想工艺方法。

由于铜合金熔点高、薄壁壳形件成形精度要求高、成形抗力大，这就要求铜合金薄壁壳形件的模具的结构设计必须十分巧妙。铜合金薄壁壳形件的半固态触变成形模具的设计关键在于：(1)克服模具温度难以控制导致的一系列问题。由于铜合金具有高熔点，过高的保温温度会对模具造成损伤，严重缩短模具寿命，从而降低生产效率、增加生产成本；而过低的模具温度会降低成形时坯料的温度，过低的坯料温度甚至会使铜合金计入固态塑性变形状态，材料本身的变形抗力急剧增大。同时薄壁壳形件的狭窄型腔本身的摩擦阻力较大，这些原因导致零部件成形困难，甚至出现型腔充不满的情况。(2)克服成形后成形件内部缺陷多的问题，由于成形温度高，成形后冷却幅度大，若不进行补缩，成形件内部容易产生疏松、缩孔、裂纹等缺陷，严重影响成形薄壁壳形件的质量。(3)半固态触变成形的工件在脱模时容易卡住模具导致脱模困难，严重影响生产效率，需要设计合适的取样结构以便脱模。

发明内容：

针对现有技术存在的难点，本发明提供了一种带二次挤压成形的铜合金薄壁壳形件的半固态触变成形模具，本发明结构简单，使用寿命长，生产效率高，保证成形过程中模具温度分区可控，可实现成形过程中的二次挤压成形，有利于得到质量优异的半固态铜合金薄壁壳形件。

本发明提供的技术方案是：一种带二次挤压成形的铜合金薄壁壳形件的半固态触变成形模具，包括挤压筒部分、上模部分、下模部分；

挤压筒部分包括挤压冲头(1)、隔热板Ⅰ(2)、挤压筒(3)、隔热板Ⅱ(4)、加热/保温装置(16)；带孔的隔热板Ⅰ(2)固定在挤压筒(3)上方，孔与挤压筒(3)的上端口上下同轴相对应；挤压筒(3)中间的空腔为坯料仓(10)；隔热板Ⅱ(4)固定在挤压筒(3)的底部，挤压冲头(1)自隔热板Ⅰ(2)的孔向下伸入到坯料仓(10)内；挤压筒(3)外部设置加热/保温装置(16)，加热/保温装置(16)放置在隔热板Ⅱ(4)上部。