CN107199255A - 一种转角叠挤模具及其成形材料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转角叠挤模具及其成形材料方法，该模具由上冲头，凹模和下冲头组成，转角叠挤模具的凹模的型腔是一“”型的空腔，由上竖通道，上转通道，下竖通道和下转通道组成；本发明可实现金属材料的大塑性挤压成形，通过细化材料晶粒，改善材料的组织性能。

Description

一种转角叠挤模具及其成形材料方法
技术领域
本发明属于金属材料挤压技术领域，具体涉及一种累积转角叠挤模具及其成形材料方法。
背景技术
近年来，作为剧烈塑性变形(SPD)技术最具代表的等通道角挤压(ECAP)方法越来越受到关注，ECAP可实现材料多道次的剪切塑性变形来细化组织晶粒，改善材料的综合力学性能。公开号分别为CN101259493、CN1709605、CN2757953、CN2757954、CN104874631、CN104874630、CN104307912和CN2768921的发明专利在原有ECAP的基础上进行了改进，此外，累积叠轧焊(ARB)技术是SPD的另外一种技术，它具有工艺简单、变形量大、设备载荷大、可实现连续性地生产大体积超细晶材料等优点，但是ARB存在的变形材料易开裂的缺点。
由此，技术启示能否将ECAP和ARB相结合可实现两者扬长避短的技术优势，实现材料的高效细化功效。
发明内容
本发明旨在提供一种转角叠挤模具及其成形材料方法，可实现金属材料的大塑性挤压成形，通过细化材料晶粒，改善材料的组织性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种转角叠挤模具，由上冲头，凹模和下冲头组成，转角叠挤模具的凹模的型腔是一型的空腔，由上竖通道，上转通道，下竖通道和下转通道组成；
所述上冲头和下冲头均为一横截面为正方形的柱体，正方形的边长为D，柱体的长度为5L/4；
所述上竖通道的横截面为正方形，正方形的边长为D，上竖通道的长度为L，上竖通道的下端面一直角边为倒圆角边，圆角半径为R；
所述上转通道的一个端面为正方形，正方形的边长为D，另一个端面为矩形，矩形的长边为D，短边为D/2，上转通道的长度为L/2；
所述下竖通道的结构和形状与上竖通道的结构和形状相同；
所述下转通道的结构和形状与上转通道的结构和形状相同；
所述上竖通道和上转通道组成一型的空腔，下竖通道和下转通道组成一型的空腔；
所述上竖通道与下竖通道关于水平面对称分布，上转通道与下转通道关于水平面对称分布，两水平面为同一水平面。
一种转角叠挤成形材料方法，采用上述的转角叠挤模具来实现的成形材料方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)对转角叠挤模具的凹模的型腔涂抹挤压润滑剂，将1代棒材I放入凹模的上竖通道内，将1代棒材II放入凹模的下竖通道内，将上冲头放入凹模的上竖通道内，将下冲头放入凹模的下竖通道内；
(2)上冲头和下冲头同时分别以5～10mm/s的挤压速度挤压上竖通道的1代棒材I和下竖通道的1代棒材II；
(3)当上冲头的下端面运行到距上竖通道上端面L-R时，停止上冲头的挤压运行，当下冲头的上端面运行到距下竖通道下端面L-R时，停止下冲头的挤压运行，将上冲头和下冲头分别从上竖通道和下竖通道提升出；
(4)将1代棒材III放入凹模的上竖通道内，将1代棒材IV放入凹模的下竖通道内，将上冲头放入凹模的上竖通道内，将下冲头放入凹模的下竖通道内；
(5)重复步骤(2)和(3)，1代棒材I和1代棒材II由于挤压贴合形成2代棒材I，2代棒材I从上转通道和下转通道挤出，完成2代棒材I的挤压；
(6)依照上述步骤，可完成2代棒材，3代棒材，4代棒材以及道次更多和代数更高的棒材的挤压成形。
上述转角叠挤成形材料方法，所述1代棒材的横截面为正方形的柱体，正方形的边长为D，柱体的长度为B，D＜B≤0.9L/N，N为棒材的代数，N取≥2的整数。
本发明提出了一种用于转角叠挤模具，1代棒材在模具的三向压应力状态下，在转角叠挤模具的上竖通道，上转通道和下竖通道，下转通道之间变形，在转角处实现剪切变形，并利用两个1代棒材的挤压贴合形成2代棒材，2代棒材还可以重复挤压，实现多道次挤压，形成代数更高的棒材，从而完成大塑性的变形。转角叠挤大的成形方式有利于细化材料组织，改善材料的综合力学性能。
附图说明
图1是转角叠挤模具的剖面结构示意图；
图2是转角叠挤模具的通道的结构示意图；
图3是转角叠挤模具的通道的主视图；
图4是转角叠挤模具的通道的右视图；
图中：1.上冲头，2.凹模，3.下冲头，4.上竖通道，5.上转通道，6.下竖通道，7.下转通道
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例：正方形横截面的边长为10mm的柱体，柱体的长度为15mm的1代棒材的转角叠挤模具及其成形材料方法，最终要实现的棒材代数N为2。
图1～3示出了转角叠挤模具的结构示意图，转角叠挤模具，由上冲头，凹模和下冲头组成，转角叠挤模具的凹模的型腔是一型的空腔，由上竖通道，上转通道，下竖通道和下转通道组成；
所述上冲头和下冲头均为一横截面为正方形的柱体，正方形的边长为10mm，柱体的长度为75mm；
所述上竖通道的横截面为正方形，正方形的边长为10mm，上竖通道的长度为60mm，上竖通道的下端面一直角边为倒圆角边，圆角半径为3mm；
所述上转通道的一个端面为正方形，正方形的边长为10mm，另一个端面为矩形，矩形的长边为10mm，短边为5mm，上转通道的长度为30mm；
所述下竖通道的结构和形状与上竖通道的结构和形状相同；
所述下转通道的结构和形状与上转通道的结构和形状相同；
所述上竖通道和上转通道组成一型的空腔，下竖通道和下转通道组成一型的空腔；
所述上竖通道与下竖通道关于水平面对称分布，上转通道与下转通道关于水平面对称分布，两水平面为同一水平面。
本发明采用上述的转角叠挤模具来实现的成形材料方法，包括以下步骤：
(1)对转角叠挤模具的凹模的型腔涂抹挤压润滑剂，将1代棒材I放入凹模的上竖通道内，将1代棒材II放入凹模的下竖通道内，将上冲头放入凹模的上竖通道内，将下冲头放入凹模的下竖通道内；
(2)上冲头和下冲头同时分别以8mm/s的挤压速度挤压上竖通道的1代棒材I和下竖通道的1代棒材II；
(3)当上冲头的下端面运行到距上竖通道上端面L-R时，停止上冲头的挤压运行，当下冲头的上端面运行到距下竖通道下端面L-R时，停止下冲头的挤压运行，将上冲头和下冲头分别从上竖通道和下竖通道提升出；
(4)将1代棒材III放入凹模的上竖通道内，将1代棒材IV放入凹模的下竖通道内，将上冲头放入凹模的上竖通道内，将下冲头放入凹模的下竖通道内；
(5)重复步骤(2)和(3)，1代棒材I和1代棒材II由于挤压贴合形成2代棒材I，2代棒材I从上转通道和下转通道挤出，完成2代棒材I的挤压。
本发明的目的在于提出了一种转角叠挤模具及其成形材料方法，可实现棒材转角叠挤的大塑性挤压成形，通过细化材料晶粒，改善材料性能，满足材料科学工程中科研和生产的需求。通过更改模具的形状和尺寸，具体实施方式不变，满足不同规格尺寸棒材的成形要求，更多的成形实施例不便胜举。

Claims (3)

1.一种转角叠挤模具，其特征在于：由上冲头，凹模和下冲头组成，转角叠挤模具的凹模的型腔是一型的空腔，由上竖通道，上转通道，下竖通道和下转通道组成；
所述上冲头和下冲头均为一横截面为正方形的柱体，正方形的边长为D，柱体的长度为5L/4；
所述上竖通道的横截面为正方形，正方形的边长为D，上竖通道的长度为L，上竖通道的下端面一直角边为倒圆角边，圆角半径为R；
所述上转通道的一个端面为正方形，正方形的边长为D，另一个端面为矩形，矩形的长边为D，短边为D/2，上转通道的长度为L/2；
所述下竖通道的结构和形状与上竖通道的结构和形状相同；
所述下转通道的结构和形状与上转通道的结构和形状相同；
所述上竖通道和上转通道组成一型的空腔，下竖通道和下转通道组成一型的空腔；
所述上竖通道与下竖通道关于水平面对称分布，上转通道与下转通道关于水平面对称分布，两水平面为同一水平面。
2.一种采用权利要求1所述的转角叠挤模具的成形材料方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)对转角叠挤模具的凹模的型腔涂抹挤压润滑剂，将1代棒材I放入凹模的上竖通道内，将1代棒材II放入凹模的下竖通道内，将上冲头放入凹模的上竖通道内，将下冲头放入凹模的下竖通道内；
(2)上冲头和下冲头同时分别以5～10mm/s的挤压速度挤压上竖通道的1代棒材I和下竖通道的1代棒材II；
(3)当上冲头的下端面运行到距上竖通道上端面L-R时，停止上冲头的挤压运行，当下冲头的上端面运行到距下竖通道下端面L-R时，停止下冲头的挤压运行，将上冲头和下冲头分别从上竖通道和下竖通道提升出；
(4)将1代棒材III放入凹模的上竖通道内，将1代棒材IV放入凹模的下竖通道内，将上冲头放入凹模的上竖通道内，将下冲头放入凹模的下竖通道内；
(5)重复步骤(2)和(3)，1代棒材I和1代棒材II由于挤压贴合形成2代棒材I，2代棒材I从上转通道和下转通道挤出，完成2代棒材I的挤压；
(6)依照上述步骤，可完成2代棒材，3代棒材，4代棒材以及道次更多和代数更高的棒材的挤压成形。
3.根据权利要求2所述的转角叠挤模具的成形材料方法，所述1代棒材的横截面为正方形的柱体，正方形的边长为D，柱体的长度为B，D＜B≤0.9L/N，N为棒材的代数，N取≥2的整数。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114749505A (zh) * 2022-03-18 2022-07-15 南京理工大学 一种叠层异构合金板材的制备***和方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020075183A (ko) * 2001-03-23 2002-10-04 김호경 난가공재의 결정립 미세화장치 및 방법
JP2003019532A (ja) * 2001-07-02 2003-01-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 微細組織金属材料の製造方法および微細組織金属材料の製造装置
KR20050073125A (ko) * 2004-01-08 2005-07-13 충남대학교산학협력단 동일단면의 금속 소재를 연속으로 전단변형하는 연속강구속전단변형방법 및 이에 사용되는 금형과 상기 금형을포함하는 금속소재 가공장치
CN101049616A (zh) * 2007-05-09 2007-10-10 中国科学院金属研究所 一种制备异种合金层状复合材料的方法
CN101134211A (zh) * 2006-08-28 2008-03-05 太原理工大学 一种制备超细晶块体材料的l形挤压装置
CN102773297A (zh) * 2012-07-30 2012-11-14 华南理工大学 一种非等通道转角挤轧剧塑性变形方法及其装置
CN104307912A (zh) * 2014-10-31 2015-01-28 太原理工大学 一种变通道挤压轧制成形装置及其成形方法
CN204769936U (zh) * 2015-07-24 2015-11-18 哈尔滨理工大学 等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020075183A (ko) * 2001-03-23 2002-10-04 김호경 난가공재의 결정립 미세화장치 및 방법
JP2003019532A (ja) * 2001-07-02 2003-01-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 微細組織金属材料の製造方法および微細組織金属材料の製造装置
KR20050073125A (ko) * 2004-01-08 2005-07-13 충남대학교산학협력단 동일단면의 금속 소재를 연속으로 전단변형하는 연속강구속전단변형방법 및 이에 사용되는 금형과 상기 금형을포함하는 금속소재 가공장치
CN101134211A (zh) * 2006-08-28 2008-03-05 太原理工大学 一种制备超细晶块体材料的l形挤压装置
CN101049616A (zh) * 2007-05-09 2007-10-10 中国科学院金属研究所 一种制备异种合金层状复合材料的方法
CN102773297A (zh) * 2012-07-30 2012-11-14 华南理工大学 一种非等通道转角挤轧剧塑性变形方法及其装置
CN104307912A (zh) * 2014-10-31 2015-01-28 太原理工大学 一种变通道挤压轧制成形装置及其成形方法
CN204769936U (zh) * 2015-07-24 2015-11-18 哈尔滨理工大学 等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114749505A (zh) * 2022-03-18 2022-07-15 南京理工大学 一种叠层异构合金板材的制备***和方法

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