[发明专利]用于管材的等通道变截面挤压模具及挤压成形方法

摘要

一种用于管材的等通道变截面挤压模具及挤压成形方法，采取等通道变截面挤压成形，使管的挤压成形由相当于在横截面上扭转剪切变形以及镦拔变形组成，实现了一次挤压过程多种变形模式的组合。管壁受到模腔以及聚氨酯发泡填充剂的限制而处于强烈的三向压应力状态，在由圆-椭圆-圆及椭圆扭转变化的变形阶段，材料进入金属过渡区的扭转剪切变形带，在剪切应力的作用下，材料内部组织发生了转动和剪切应变，引起材料组织结构的取向，即形成新的织构，改善同等变形程度下的材料织构。本发明能够获得比传统成形工艺更大的变形程度，改善了管材内部的应变分布和应力分布，有利于破碎管材残留的铸造组织，改变夹杂物的形态和分布，消除管材内部组织缺陷。

主权项

一种用于管材的等通道变截面挤压模具，包括凸模和凹模：凸模一端连接到挤压装置的装夹固定端，另一端为挤压工作端，与所成形管材的一端面相接触；凸模的直径与所成形管材的直径相同；凹模的内孔为挤压模腔；其特征在于，凸模的长度为所成形管材长度的1.3～1.5倍；凹模的挤压模腔沿中心轴线的横截面自入口至出口分为进料段、变形段和定型段；模腔的进料段与定型段均为等径通道，并且进料段与定型段的直径相同，均等同于管材的直径；进料段的长度为所成形管材长度的1.1倍；定型段的长度为所成形管材长度的0.5倍；凹模型腔的变形段为等面积变形状的横截面的通道，包括圆‑椭圆截面过渡通道、椭圆截面扭转过渡通道和椭圆‑圆截面过渡通道；圆‑椭圆截面过渡通道与进料段相接，圆形截面和椭圆形截面之间光滑过渡，并且圆‑椭圆截面过渡通道的椭圆形截面的面积等同于圆形截面的面积；圆‑椭圆截面过渡通道椭圆形截面的长短轴之比为1.5∶1～2.0∶1，圆‑椭圆截面过渡通道的长度为所成形管材长度的0.1～0.12倍；椭圆截面扭转过渡通道一端与圆‑椭圆截面过渡通道相接，另一端与椭圆‑圆截面过渡通道相接；椭圆截面扭转过渡通道的截面为椭圆形，并且该椭圆截面扭转过渡通道的椭圆形型腔绕其中心轴线连续光滑扭转，使椭圆截面扭转过渡通道两端的椭圆形截面旋转0～90°；椭圆截面扭转过渡通道的长度为所成形管材长度的0.2～0.24倍；椭圆‑圆截面过渡通道与定型段相接，椭圆形截面和圆形截面之间光滑过渡，并且圆形截面的面积等同于椭圆‑圆截面过渡通道的椭圆形截面的面积；椭圆‑圆截面过渡通道的长度为所成形管材长度的0.1～0.12倍。