CN2757953Y - 制备超细晶材料的c形等通道往复挤压模具 - Google Patents
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Abstract
一种制备超细晶材料的C形等通道往复挤压模具，属于材料加工领域。本实用新型包括：上冲头、下冲头、提手、螺栓、凹模、C形等通道挤压型腔。凹模从中心线对称分为两半，两半分别设有一半C形等通道挤压模腔，依靠均匀分布的螺栓组合成C形等通道挤压型腔，在凹模中沿分形面设有上模腔、下模腔和C形模腔，在上、下模腔之间用C形模腔相连，在上、下模腔处分别设有上冲头、下冲头，凹模上设有提手。本实用新型结构简单、晶粒细化能力强、实现了连续生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种模具，尤其是一种制备超细晶材料的C形等通道往复挤压模具，属于材料加工领域。
背景技术
受航空航天、交通运输、住宅建筑、机械电子、信息产业和国防军工等国民经济支柱产业需求的牵引，对高比强度、高比刚度等高性能结构材料的需求日益增加，发展超细晶材料是开发与制备高比强度、高比刚度等高性能结构材料的重要方法之一。大塑性变形技术(简称SPD)，具有强烈的晶粒细化能力，可以直接将材料的内部组织细化到亚微米乃至纳米级，已被国际材料学界公认为是制备块体纳米和超细晶材料的最有前途的方法。最近几年，大塑性变形技术得到了迅猛的发展，主要有：等通道转角挤压、高压扭转、往复挤压等。其中，等通道转角挤压和高压扭转由于其优良的细化能力而发展最为迅猛，但是高压扭转由于制备材料体积小而应用受到限制，其他工艺也各存在明显的不足。
经对现有技术的文献检索发现，Y.Iwahashi等人在《Scripta Material》(材料导报，1996，35：143-146)上发表的“principle of equal-channel angularpressing for the processing of ultra-fine grained materials”(制备超细晶材料的等通道转角挤压原理)一文中，介绍了等通道转角挤压制备超细晶材料的原理，挤压模具内有两个截面相等的通道，两通道以一定的角度相交，挤压时，材料在冲头的作用下经过两通道的转角处，产生局部大剪切塑性变形。采用该技术具有如下特点：①可以制备大体积材料；②材料在挤压前后横截面形状和面积不改变，故多次反复挤压可使各次变形的应变量累积迭加，从而得到相当大的总应变量；③细化能力强，经过该工艺加工的材料晶粒大小约为100nm～200nm，但是，该技术最大的缺点是不能实现连续挤压，所以生产效率低，现在还罕见工业应用。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种制备超细晶材料的C形等通道往复挤压模具，使其具有晶粒细化能力强、操作方便、结构简单、可连续挤压的优点。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：上冲头、下冲头、提手、螺栓、凹模、C形等通道挤压型腔。凹模从中心线对称分为两半，两半分别设有一半C形等通道挤压模腔，依靠均匀分布的螺栓组合成C形等通道挤压型腔。在凹模中沿分形面设有上模腔、下模腔和C形模腔，上、下模腔截面积相等、形状一样、中心线在一条直线上，形状为方形或者圆形，上、下模腔之间用C形模腔相连，C形模腔与上、下模腔截面积相等、形状一样，采用光滑圆弧过渡，和上、下模腔一起构成C形等通道挤压型腔，在上、下模腔处分别设有一个油压式冲头即上冲头、下冲头。凹模上设有提手。
本实用新型采用金属制作金属型C形等通道往复挤压模具，提手是为了方便模具的搬动而设计的，凹模在挤压前预热至要求温度。本实用新型的技术核心在于C形等通道挤压型腔。在挤压过程中，材料在上冲头的作用下，沿上模腔进入C形模腔，发生渐变的剪切塑性变形，继续向下挤压，材料从C形模腔，进入下模腔，同样发生剪切变形，恢复为原来的形状，挤压后的材料在下模腔的下冲头作用下，反向压回，完成一个动作循环。重复以上的过程，直至获得所要的应变为止，这时移去上冲头或者下冲头，就可以将材料挤出成型。原则上说这一过程可以无限次的进行下去，从而获得无限大的应变，获得细小均匀的等轴晶粒。
本实用新型具有显著的晶粒细化效果，金属型模具结构简单，加工容易，实用面广，可以制备纯金属、合金、钢、金属间化合物、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、高分子材料、半导体等超细晶材料，也可以制备难变形金属，如镁合金等，只是需要提高该凹模的加热温度或者在C形模腔处采用较大的圆弧半径，实现了往复挤压技术和等通道转角挤压技术的完美结合，实现连续的挤压，生产效率高。
附图说明
图1本实用新型结构示意图
图2为图1所示A-A剖面图
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型包括：上冲头1、提手2、下冲头3、螺栓4、凹模5、C形等通道挤压型腔6。其连接关系为：凹模5从中心线对称分为两半，两半分别设有一半C形等通道挤压型腔，依靠均匀分布的螺栓4组合成C形等通道挤压型腔6，在凹模5中沿分形面设有上模腔7、下模腔8和C形模腔9，上、下模腔7、8之间用C形模腔9相连，在上、下模腔7、8处分别设有一个油压式冲头即上冲头1、下冲头3。凹模5上设有提手2。
上、下模腔7、8截面积相等、形状一样、中心线在一条直线上，形状为方形或者圆形，在上、下模腔7、8之间用C形模腔9相连，C形模腔9与上、下模腔7、8截面积相等、形状一样，采用光滑圆弧过渡，和上、下模腔7、8一起构成C形等通道挤压型腔。
Claims (3)
1、一种制备超细晶材料的C形等通道往复挤压模具，包括：上冲头(1)、提手(2)、下冲头(3)、螺栓(4)、凹模(5)，其特征在于，还包括：C形等通道挤压型腔(6)，其连接关系为：凹模(5)从中心线对称分为两半，两半分别设有一半C形等通道挤压型腔，依靠螺栓(4)组合成C形等通道挤压型腔(6)，在凹模(5)中沿分形面设有上模腔(7)、下模腔(8)和C形模腔(9)，上、下模腔(7、8)之间用C形模腔(9)相连，在上、下模腔(7、8)处分别设有上冲头(1)、下冲头(3)，凹模(5)上设有提手(2)。
2、根据权利要求1所述的制备超细晶材料的C形等通道往复挤压模具，其特征还在于，上、下模腔(7、8)截面积相等、形状一样、中心线在一条直线上，形状为方形或者圆形，在上、下模腔(7、8)之间用C形模腔(9)相连，C形模腔(9)与上、下模腔(7、8)截面积相等、形状一样，采用光滑圆弧过渡，和上、下模腔(7、8)一起构成C形等通道挤压型腔。
3、根据权利要求1所述的制备超细晶材料的C形等通道往复挤压模具，其特征是，上冲头(1)、下冲头(3)为油压式冲头，螺栓(4)均匀分布。
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