[發明專利]背壓等通道角擠壓模具

有效

• 申請號: 201210083360.3
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN102615133A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李德江;周銀鵬;曾小勤;湯曉明;丁文江
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及材料加工擠壓技術領域，是一種高效率背壓等通道角擠壓模具。

背景技術：

隨著現代汽車、航空航天等制造行業的發展，鎂合金以其優異的性能而受到

越來越廣泛的關注。在實用材料中鎂合金的密度最低(約1.74g/cm³)，比強度和比剛度很高，而且阻尼性好、切削加工性好、導電導熱性好，在汽車、航天器上應用可有效降低產品整體質量，有很大的發展潛力。

由于鎂合金是密排六方結構，只有3個可動滑移系和2個獨立的滑移系，室溫延展性差，限制了鎂合金的廣泛應用。鎂合金的強韌化研究目前受到了人們的普遍關注，根據Hall-Petch關系，HCP結構具有更高的petch斜率常數，鎂合金的細化晶粒強化效果比較好。晶粒細化的途徑很多，其機理主要是以下兩個方面：(1)加入晶粒細化劑，如稀土元素Ca、Sr、B等(2)熱加工、塑性變形技術，如熱機械控制、粉末冶金、機械合金化、快速凝固及深度塑性變形等，然而粉末冶金和快速凝固方法制備的材料大多會導致裂紋、松孔及雜質等缺陷，而深度塑性變形方法可以克服以上工藝的不足，而且有良好的組織均勻性。等通道角擠壓法(ECAP)是由Segal及其合作者于上個世紀80年代初興起的，ECAP變形的特點是在不改變試樣的幾何尺寸條件下獲得大變形量，容易實現深度塑性變形，ECAP作為一種能夠獲得超細晶粒的強烈塑性變形方法而得到進一步的發展與應用。

隨著鎂合金的廣泛應用，人們對鎂合金的力學性能要求越來越高，細化晶粒是提高鎂合金強度和塑性的重要途徑，對鎂合金進行ECAP變形，細化晶粒，提高力學性能是制備高性能鎂合金的一個重要方向。雖然目前國內外已經研究和發展了不少ECAP擠壓模具，但現有的模具仍存在以下缺點：(1)采用簡單的單個沖頭式凸模，如專利CN2584308，CN1712155，CN1357240等。沖頭式凸模最大缺點是剛度低，對難變形鎂合金進行擠壓時，需要較大的壓力，容易發生彎曲而失穩。(2)模具的工作效率低，每擠壓一個試樣，需要拆模具取出試樣或者要從橫通道內敲出，操作繁瑣。如專利CN1792487，CN101590493。(3)現有的模具大部分沒有背壓裝置，只能用傳統的擠壓工藝擠壓，如CN101797596，CN1792487等。

查閱文獻發現CN101590493專利的擠壓模具雖然擠壓時可以加背壓。但存在以下缺陷：(1)采用簡單的沖頭式凸模，沖頭剛度不高，容易發生彎曲而失穩；(2)對液壓機要求較高，只有三向的液壓機才能用此模具擠壓鎂合金，兩向液壓機不能用。(3)一個試樣擠壓完后，需要拆模具才能取出試樣，操作繁瑣，效率低，不能多個試樣連續擠壓。

綜上所述可知，現有的模具大部分只能在傳統的工藝下擠壓，不能對難變形鎂合金在較低的溫度下擠壓，并且擠壓效率低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有ECAP擠壓模具存在的不足，提供一種高效率的背壓ECAP擠壓模具，本發明對沖頭進行了改進，采用雙叉式沖頭，沖頭的橫截面積增大，提高了沖頭的剛度和強度；橫通道內放置一個定位滑塊，定位滑塊來回移動，方便取出橫通道內的最后一個樣；模具右端連接背壓裝置，擠壓過程中可以以頂桿加壓方式對試樣施加背壓，有效地降低了擠壓溫度，細化晶粒，改善鎂合金綜合力學性能。

本發明方案通過以下技術方案實現：

一種背壓等通道角擠壓模具包括上壓板、導柱、沖頭、加熱圈、凸模、導套、彈簧、凹模、定位滑塊、模具底座、背壓頂桿支架、豎直通道、橫通道、導向桿和背壓頂桿。

進一步的，所述背壓等通道角擠壓模具還包括敲棒、銷釘、內六角螺釘、和凸模墊塊。

所述沖頭上端放在所述凸模腔槽內，優選所述凸模腔槽為T形槽；較佳的，所述凸模上面壓一個凸模墊塊，優選墊塊表面和凸模上表面持平；較佳的，通過銷釘和內六角螺釘固定在一起；所述沖頭上帶有導向桿，優選所述導向桿為兩根彼此之間形成雙叉式結構。

所述凹模型腔有一個垂直的豎通道和一個連通的橫通道組成一個L形的通道，優選垂直通道與橫通道為90℃；優選橫通道左半面是方形，右半面是凸形；橫通道內放置一個定位滑塊，使所述橫通道的左半邊被封死，所述橫通道右半邊剛好與定位滑塊之間有一個空間，優選所述空間截面積與試樣截面積相等；擠壓時試樣從右邊擠出。沖頭向下移動時，沖頭的兩根導向桿與定位滑塊緊密配合，擠壓槽向下移動穿過定位滑塊時，定位滑塊被導向桿擋住不能左右移動，擠壓時定位滑塊在水平方向不能移動。