CN109604365A - 一种镁合金非对称连续大变形挤压加工模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁合金非对称连续大变形挤压加工模具,属于有色金属塑性成型领域。本发明中的非对称连续大变形挤压加工模具,包括上部分的镦挤腔和下部分的挤压腔,成型通道孔可设计为非对称式。铸料一侧挤压变形较大,另一侧挤压变形较小,加剧变形。模芯为可拆卸式,可设计多种型号、适用不同尺寸的模芯,满足不同的生产要求。一个变形完成后可快速更换下一个,实现连续化生产。本发明主要是为了实现镁合金板形铸料的薄板连续挤压成型,通过本发明的加工工艺可获得组织均匀、性能优化的镁合金薄板形件。
Description
技术领域
本发明属于有色金属塑性成型领域。
背景技术
镁合金作为重要的新兴工程材料,受到越来越多的重视。但现有的使用状况远没有发挥出其潜在优势,实际的工业应用方面规模很小。镁合金的晶体结构为密排六方结构,室温下塑性成型能力较差,因此在实际应用中受到很大制约。镁合金产品分为铸造镁合金和变形镁合金,变形镁合金主要是通过热变形来细化组织,改善性能,如轧制、挤压等。相较于铸造镁合金,变形镁合金有更好的综合力学性能,更满足工业化应用中的多种要求,更具有发展潜力和应用空间。目前镁合金产品以压铸镁合金居多,但铸件的产品类型较少且性能不够理想,容易存在组织缺陷,导致镁合金的应用范围受到很大制约。因此,推动变形镁合金的发展有重要意义。
目前工业生产中镁合金的挤压变形方式主要是采用单向挤压方式,挤压温度与挤压速度成正比,挤压温度与挤压比也成正比。而挤压温度越低,再结晶晶粒越不容易长大;挤压比越大,挤压后组织越均匀。由于传统的塑性变形工艺由于变形量小,晶粒细化能力有限,容易出现组织不均匀甚至裂纹等问题,要想获得组织均匀细小、性能优化的镁合金镁合金,通常要进行多次挤压,这就使得生产成本大幅上升。因此,本发明公开了一种镁合金连续变截面大变形挤压加工模具,该模具使镁合金先发生镦挤变形,再发生挤压变形。通过多道次塑性大变形,极大地提高镁合金晶粒的细化效果,使镁合金综合性能得到提高,从而获得组织均匀、性能优化的镁合金薄板形件。
发明内容
本发明旨在提供一种镁合金非对称连续大变形挤压加工模具,以满足变形镁合金的板材生产,实现变形镁合金的强韧化,获得组织均匀、性能优化的镁合金薄板形件。相较于传统成型工艺,多道次大塑性变形更有利于优化内部组织结构。
本发明提供的镁合金非对称连续大变形挤压加工模具,该模具由凸模和凹模组成,
所述凸模由顶板和挤压杆3两部分构成,挤压杆3固定安装在上模架1上,顶板安装在凹模上,压在坯料8的上方;
所述凹模由凹模外圈9和两个可拆卸模芯10构成;凹模外圈9为中心加工有扁圆形通孔的圆台形结构,两个可拆卸模芯10可拼合成一个扁圆柱安装在凹模外圈9中;拼合成的扁圆柱中间为模具型腔;该模具型腔包括镦挤腔13和挤压腔14;镦挤腔13设置在模具型腔入料一侧,横截面为矩形;挤压腔14设置在镦挤腔13下方,横截面也为矩形,但宽度小于镦挤腔13,镦挤腔13和挤压腔14的中心轴线重合,两个腔之间通过切角平滑过渡;成型通道孔15设置在挤压腔14下方,成型通道孔15横截面矩形,成型通道孔15的宽度和厚度均小于挤压腔14;成型通道孔15为非对称式设计,包括:长度方向非对称和厚度方向非对称两种结构;
长度方向非对称,即成型通道孔15的中心轴线与挤压腔14的中心轴线设有偏离;
厚度方向非对称,即在两个可拆卸模芯10上拼合成成型通道孔15的两个凹槽深度不同。
其中,镦挤腔13与挤压腔13的刃口方向互相垂直。
本发明的有益效果:
该可拆卸模芯的模具型腔包括上部分的镦挤腔和下部的挤压腔,挤压腔与镦挤腔相连接,成型通道孔为非对称式,模芯为可拆卸式,模芯与模架可快速合模,挤压完成可快速顶出模芯。模芯可设计多种型号,适用不同尺寸,满足不同的生产要求。可实现多道次连续塑性大变形。
本发明采用非对称连续大变形挤压加工模具替代传统挤压模具,在变形镁合金板材成型方面上取得较好的效果。在挤压过程之前引入镦挤变形过程,镦挤变形可显著细化晶粒,改善组织,降低微观偏析,改变夹杂物分布,提高镁合金的挤压成型能力。实现变形镁合金的多道次连续塑性大变形,积累足够的等效应变,得到晶粒细小,性能优异的镁合金薄板形件。
附图说明
图1是发明中非对称连续加工模具的装配示意图;
图2是模具中可拆卸式模芯的结构示意图;
图3和图4是可拆卸式模芯的剖面图;
图5和图6是长度方向上的非对称成型通道孔的示意图;
图7和图8是厚度方向上的非对称成型通道孔的示意图。
图中,1、上模架,2、导套,3、挤压杆,4、固定板,5、弹簧,6、卸料板,7、导柱,8、坯料,9、凹模外圈,10、可拆卸模芯,11、模具型腔,12、下模架,13、镦挤腔,14,挤压腔,15、成型通道孔。
具体实施方式
下面以具体实施例的方式对本发明技术方案做进一步解释和说明。
如图1所示,镁合金非对称连续大变形挤压加工模具,该模具由凸模和凹模组成,
所述凸模由顶板和挤压杆3两部分构成,挤压杆3固定安装在上模架1上,顶板安装在凹模上,压在坯料8的上方;
如图2所示,所述凹模由凹模外圈9和两个可拆卸模芯10构成;凹模外圈9为中心加工有扁圆形通孔的圆台形结构,两个可拆卸模芯10可拼合成一个扁圆柱安装在凹模外圈9中;拼合成的扁圆柱中间为模具型腔;
如图3和图4所示,该模具型腔包括镦挤腔13和挤压腔14;镦挤腔13设置在模具型腔入料一侧,横截面为矩形;挤压腔14设置在镦挤腔13下方,横截面也为矩形,但宽度小于镦挤腔13,挤压腔14和镦挤腔13之间通过切角平滑过渡;成型通道孔15设置在挤压腔14下方,成型通道孔15横截面矩形,成型通道孔15的宽度和厚度均小于挤压腔14;
成型通道孔15为非对称式设计,包括:长度方向非对称和厚度方向非对称两种结构;
长度方向非对称,即成型通道孔15的中心轴线与挤压腔14的中心轴线设有偏离。如图5和图6所示,成型通道孔15在长度方向上为非对称,该成型通道孔15长度方向为26mm,厚度方向为2mm,镦挤腔13刃口方向可设计为长度方向,挤压腔14刃口方向为厚度方向。镦挤腔13刃口方向也可设计为厚度方向,则挤压腔14刃口方向为长度方向。
厚度方向非对称,即在两个可拆卸模芯10上拼合成成型通道孔15的两个凹槽深度不同。如图7和图8所示,成型通道孔15在厚度方向上为非对称,该成型通道孔15长度方向为40mm,厚度方向为1.3mm,镦挤腔13刃口方向可设计为长度方向,挤压腔14刃口方向为厚度方向。镦挤腔13刃口方向也可设计为厚度方向,则挤压腔14刃口方向为长度方向。
模具装配方法为:挤压杆3通过螺栓固定在上模架1下方,固定板4通过螺栓固定在上模架1下方,弹簧5通过螺栓固定在固定板4和卸料板6之间,可拆卸模芯10装在凹模外圈9内,凹模外圈8通过螺栓固定在下模架12上,上模架1和下模架12通过导套2和导柱7进行定位,型腔11挤出段出口与下模座12的开口相对,型腔11的中心轴线与下模座12的中心轴线重合。可拆卸式模芯通过螺栓实现快速定位,包括上部分的镦挤腔13和下部分的挤压腔14,可拆卸模芯10内有方形的非对称成型通道孔15,镦挤腔13与挤压腔14的刃口方向互相垂直。镦挤腔13出口与挤压腔14开口相对,镦挤腔13的中心轴线与挤压腔14的中心轴线重合。
Claims (2)
1.镁合金非对称连续大变形挤压加工模具,该模具由凸模和凹模组成,
所述凸模由顶板和挤压杆(3)两部分构成,挤压杆(3)固定安装在上模架(1)上,顶板安装在凹模上,压在坯料(8)的上方;
所述凹模由凹模外圈(9)和两个可拆卸模芯(10)构成;凹模外圈(9)为中心加工有扁圆形通孔的圆台形结构,两个可拆卸模芯(10)可拼合成一个扁圆柱安装在凹模外圈(9)中;拼合成的扁圆柱中间为模具型腔(11);其特征在于,
该模具型腔(11)包括镦挤腔(13)和挤压腔(14);镦挤腔(13)设置在模具型腔入料一侧,横截面为矩形;挤压腔(14)设置在镦挤腔(13)下方,横截面也为矩形,但宽度小于镦挤腔(13),镦挤腔(13)和挤压腔(14)的中心轴线重合,两个腔之间通过切角平滑过渡;成型通道孔(15)设置在挤压腔(14)下方,成型通道孔(15)横截面矩形,成型通道孔(15)的宽度和厚度均小于挤压腔(14);成型通道孔(15)为非对称式设计,包括:长度方向非对称和厚度方向非对称两种结构;
长度方向非对称,即成型通道孔(15)的中心轴线与挤压腔(14)的中心轴线设有偏离;
厚度方向非对称,即在两个可拆卸模芯(10)上拼合成成型通道孔(15)的两个凹槽深度不同。
2.根据权利要求1所述的镁合金非对称连续大变形挤压加工模具,其特征在于,镦挤腔(13)与挤压腔(13)的刃口方向互相垂直。
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