[發明專利]一種細化鎂合金組織、提高力學性能的模具

有效

• 申請號: 201110122842.0
• 申請日: 2011-05-10
• 公開（公告）號: CN102240693A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 張敏剛;羅小萍;周俊琪;柴躍生
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 王思俊

技術領域

本發明屬于合金材料研制技術領域，具體涉及一種細化鎂合金組織、提高力學性能的模具。

背景技術

晶粒細化一直是材料科學領域研究的熱點問題，對于綠色工程鎂合金材料來說顯得尤為重要。擠壓變形是一種比較理想的細化晶粒、提高其力學性能的變形方式。目前，細化鎂合金材料采用的是一種等通道轉角擠壓變形技術(ECAP)，該技術是在包括兩個橫截面積完全相同并以90度角相互交叉的模腔內進行單向擠壓完成的，即在特制模具內制有垂直模腔和水平模腔，垂直模腔與水平模腔是等截面垂直相交，擠壓桿在垂直模腔上部對放在腔內的坯料進行施壓達到擠壓變形的目的。其原理是通過反復多道次的擠壓累積大的應變，從而實現晶粒細化，比傳統的冷扎、擠壓、拉拔、鍛壓技術有很大的進步，但其缺點是經一道次擠壓后，其材料剖面的應變分布極不均勻，需經多次改變方式和轉換角度再進行擠壓，才能獲得較大的應變和應變的均勻分布，且擠壓過程中材料所承受的應力狀態不理想，尤其是試樣在通過90°轉角后其上表面存在著強烈的拉應力，導致試樣過早開裂，剖面的應變也難于控制均勻，從而限制了晶粒細化的程度，增加了廢品率，增大了生產成本。另外，其模具中用于對材料加壓的擠壓桿的壓頭是用鋼鐵等金屬材料制造的，這種金屬壓頭熱膨脹性大，使壓頭與模具壁之間必須留有較大的間隙，而大的間隙使得鎂合金坯料擠壓后留有死區，且壓頭與坯料接觸擠壓時，坯料會包裹在壓頭表面上，很難清除掉，還有擠壓完成后退出擠壓桿也十分不便。

發明內容

本發明目的是提供一種新結構的模具裝置，可有效地克服現有技術存在的缺點。

本發明是這樣實現的：它包括有在其中部制有垂直模腔、在其下面開有水平模腔上半部的上模和在上面開有水平模腔下半部并與上模的水平模腔相配合的下模、以及擠壓桿，其特征是由上下模配合構成的水平模腔的橫截面的形狀是由里往外逐漸縮小的正方形截面，其擠壓比在25-1.21之間。另外在擠壓桿下端安裝有石墨壓頭，在上模的上面裝有退桿彈簧。

本發明優點及積極效果：

1.本發明由于是采用了橫截面積逐漸縮小、平緩過渡的水平模腔，可使鎂合金在大剪切變形后又受到較大的逆向擠壓力，迫使金屬晶粒細化，提高力學性能。

2.在模腔拐角處設計了圓弧形平緩過渡且同時由于模腔截面縮小擠壓阻力增大，有利于克服金屬表面裂紋的形成。

3.在擠壓桿固定塊與上模之間安裝了退桿彈簧，可方便退模。

4.在擠壓桿下端安裝有石墨壓頭，可減少鎂合金材料粘裹在其表面上，免去了清理壓頭的工作，防止反擠壓出現飛邊現象。

附圖說明：

圖1為本發明結構簡圖，也是圖2中C-C剖視圖。

圖2為圖1中B-B視圖。

圖3為圖1中A部放大圖。

圖4為圖3中M-M剖視圖。

圖5為圖3中N向視圖。

圖中：1、模具定位座，2、下模，3、上模，4、退桿彈簧，5、擠壓桿固定板，6、擠壓桿墊塊，7、緊固螺栓，8、擠壓桿，9、緊固螺栓，10、定位銷，11、壓頭，12、垂直模腔，13、水平模腔

具體實施方式

如圖1所示，本發明結構是上模3、下模2用定位銷10和緊固螺栓9連接在一起，放置在模具定位座1上，下端裝有石墨壓頭11的擠壓桿8安放在垂直模腔12內，在擠壓桿8的上端安裝有擠壓桿固定板5和擠壓桿墊塊6，在擠壓桿固定板5與上模3之間安裝有退桿彈簧4，垂直模腔12與水平模腔13均為正方形截面，垂直模腔12與水平模腔13轉角處為90°的拐角，內轉角r與外轉角R均為圓滑過渡，水平模腔截面尺寸逐漸縮小為成品橫截面的尺寸，其擠壓比為4。將鎂合金坯料裝入垂直模腔12內，再裝入擠壓桿8，從上往下施壓迫使坯料在模腔內受擠壓變形，達到細化晶粒提高其力學性能的目的。