[发明专利]一种制备变通道超细晶铜铝线材的装置及制备方法

摘要

一种制备变通道超细晶铜铝线材的装置及制备方法，装置包括模具、导向轮(1)、换向轮(10)、加热冷却组件和拉拔组件；模具由模芯(8)和模套(4)组成；加热冷却组件包括热电偶(6)、加热电阻丝(9)、冷却水套(7)、陶瓷套(5)、温控仪(11)；拉拔组件包括电动机(12)、贮丝筒(14)和涨紧轮(13)；制备时调节温度和拉拔速度及方向，对铜铝线材(2)往复多道次拉拔，完成超细晶材料的制备。本发明能够细化材料晶粒，提高成形件的力学性能，改善变形织构，不仅能够应用于微塑性成形超细晶材料的制备，还能够应用于铜铝线材拉拔成形的科研和生产领域。

主权项

一种变通道超细晶铜铝线材的制备装置，包括模具、导向轮(1)、换向轮(10)、加热冷却组件和拉拔组件；其特征在于，I.模具由模芯(8)和模套(4)组成；模套(4)的内径等同于模芯(8)的外径；模芯(8)是分为两瓣的中空圆柱体，其内腔为一由圆截面变为椭圆截面、再由椭圆截面变为圆截面的圆滑过渡变截面形状的型腔；模芯(8)固定在模套(4)内；II.模芯(8)的型腔分为第一引导段(A)、变形段(C)和第二引导段(B)；模芯(8)型腔的第一引导段(A)为圆形变直径的通道，该段端面处内圆的直径为1.1倍铜铝线材(2)直径，与变形段(C)相邻处的内圆直径为等同于铜铝线材直径；第一引导段A的长度为0.5倍铜铝线材(2)直径；变形段(C)的型腔为变截面，包括圆‑椭圆过渡通道(15)、椭圆转角过渡通道(16)和椭圆‑圆过渡通道(17)，其中，a.圆‑椭圆过渡通道(15)与第一引导段(A)相接；圆‑椭圆过渡通道(15)型腔的截面由第一引导段(A)的圆形逐渐光滑过渡为椭圆形，并且圆‑椭圆过渡通道(15)型腔的椭圆形截面的面积等同于圆形截面的面积；圆‑椭圆过渡通道(15)椭圆形截面的长短轴之比为1.4∶1～1.8∶1，长度为0.5～0.8倍铜铝线材(2)直径；b.椭圆转角过渡通道(16)一端与圆‑椭圆过渡通道(15)相接，另一端与椭圆‑圆过渡通道(17)相接；椭圆转角过渡通道(16)型腔的截面为椭圆形，并且该椭圆转角过渡通道(16)的椭圆形型腔绕模芯(8)中心轴线光滑扭转，使椭圆转角过渡通道(16)两端的椭圆形截面旋转60～90°；椭圆转角过渡通道(16)的长度为0.8～1倍铜铝线材(2)直径；c.椭圆‑圆过渡通道(17)与第二引导段(B)相接；椭圆‑圆过渡通道(17)型腔的截面由椭圆转角过渡通道(16)的截面椭圆形逐渐光滑过渡为第二引导段A的圆形，并且圆形截面的面积等同于椭圆‑圆过渡通道(17)型腔的椭圆形截面的面积；长度为0.5～0.8倍铜铝线材(2)直径；d.模芯(8)型腔的第二引导段B为圆形变直径的通道，该段端面处内圆的直径为1.1倍铜铝线材(2)直径，与变形段(C)相邻处的内圆直径等同于铜铝线材(2)直径；第二引导段(B)的长度为0.5倍铜铝线材(2)直径；III.加热冷却组件包括3片热电偶(6)、加热电阻丝(9)、冷却水套(7)、陶瓷套(5)、温控仪(11)；模具位于陶瓷套(5)内；陶瓷套(5)位于冷却水套(7)内；温控仪(11)的两端通过导线分别与模具的模套(4)的两端连接；3片热电偶(6)分别镶嵌在模套(4)壳体两端及中间的内表面；IV.拉拔组件包括电动机(12)、贮丝筒(14)和两个涨紧轮(13)；贮丝筒(14)安装在电动机(12)主轴上，两个涨紧轮(13)分别位于贮丝筒(14)两侧；V.铜铝线材(2)通过贮丝筒(14)经该贮丝筒(14)一侧的涨紧轮(13)、换向轮(10)和导向轮(1)，穿过模芯(8)，再经贮丝筒(14)另一侧的导向轮(1)、换向轮(10)和涨紧轮(13)，回到贮丝筒(14)，形成一封闭的金属丝环。