[實(shí)用新型]一種用于大塑性變形細(xì)化晶粒方法的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220491642.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN202849521U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春偉;朱健樺;閆博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22F1/00
• 分類號(hào): C22F1/00;C21D7/00
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種模具組件，特別涉及一種塑性變形模具組件。

背景技術(shù)

金屬材料晶粒越細(xì)，其室溫強(qiáng)度越高，而且材料韌性也會(huì)同時(shí)提高；因此細(xì)化晶粒是控制金屬材料組織最重要、最基本的方法。細(xì)化晶粒的方法主要有：利用相變和再結(jié)晶的熱處理（或形變熱處理），鋼液超速急冷，機(jī)械合金化（或機(jī)械碾磨），超細(xì)粒子燒結(jié)，非晶晶體化，以及大塑性變形加工等方法。其中，近年來(lái)不斷發(fā)展的通過使材料產(chǎn)生劇烈的塑性變形，從而達(dá)到組織細(xì)化的大塑性變形加工方法，具有將粗晶金屬的晶粒細(xì)化到納米量級(jí)的巨大潛力，越來(lái)越受到企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。

現(xiàn)有的大塑性變形方法包括：等徑角擠壓法（Equal?Channel?Angular?Extrusion，簡(jiǎn)稱ECAE），高壓扭轉(zhuǎn)法（High?Pressure?torsion，簡(jiǎn)稱HPT），反復(fù)重疊壓接法（Accumulative?Roll-Bonding，簡(jiǎn)稱ARB），以及循環(huán)擠壓法（Cyclic?Extrusion-Compression，簡(jiǎn)稱CEC）等，但是這些大塑性變形方法大都存在著一些問題，比如模具要求高，壽命低，成本高，生產(chǎn)效率低，無(wú)法制備難以變形的材料，所制備的材料尺寸有限等等，一直是大塑性變形法需要突破的難點(diǎn)。

公告號(hào)為CN101116880A，公開日為2008年2月6日，名稱為“制備大塊超細(xì)晶材料的鐓壓模具”的中國(guó)專利文獻(xiàn)，其涉及一種鐓壓模具用來(lái)制備超細(xì)晶材料，該模具包括：擠壓沖頭、上模、下模，上模中有一豎直方形通孔，擠壓沖頭由動(dòng)力設(shè)備連接可自由進(jìn)出該豎直方形通孔，擠壓沖頭進(jìn)入上模后與上模一起構(gòu)成上型腔，上型腔為一高度和長(zhǎng)度尺寸大而寬度尺寸小的豎直長(zhǎng)方體，下模中有一長(zhǎng)方體或圓柱體凹槽，上模和下模一起構(gòu)成長(zhǎng)方體或者圓柱體下型腔。該發(fā)明可制備大塊的組織均勻的平均晶粒尺寸范圍為100nm-1mm的超細(xì)晶材料。

公告號(hào)為JP2000313948，公告日為2000年11月14日，名稱為“成形材料及成形產(chǎn)品的制造方法”的日本專利文獻(xiàn)，其涉及了一種材料成型加工方法，該方法將合金材料放置于一個(gè)近于密封的空間，通過改變空間的大小使合金材料發(fā)生塑性變形來(lái)達(dá)到使之塑性變形的目的。

上述兩個(gè)專利都是通過某種驅(qū)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)待加工工件，使其在通過模具的過程中發(fā)生變形并產(chǎn)生大應(yīng)變，從而達(dá)到細(xì)化晶粒的效果。

公布號(hào)為CN102199741A，公布日為2011年9月28日，名稱為“一種大塑性變形細(xì)化晶粒方法”的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種細(xì)化晶粒方法。該發(fā)明的技術(shù)方案的主要步驟如圖1所示：首先，由模塊A與模塊C之間構(gòu)成第一通道，并由模塊A與模塊B之間構(gòu)成第二通道，將待加工工件放置于第一通道內(nèi)，對(duì)模塊A施加垂直于第一通道的正壓力Fa（Y軸負(fù)方向）以壓緊待加工工件；第二步，對(duì)模塊B施加平行于第一通道的推力Fb（X軸負(fù)向），使模塊B帶動(dòng)模塊A沿第一通道反方向（X軸負(fù)方向）移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)⊿s，從而使待加工工件在此過程中從模塊A與模塊B之間的第二通道擠出一個(gè)斜向上的步長(zhǎng)；第三步，釋放施加于模塊A的正向壓力及模塊B的推力，使模塊A、模塊B沿X軸正方向退回初始位置；第四步，重復(fù)前三步驟，直至待加工工件全部擠壓完成，即完成一個(gè)周期的加工。可根據(jù)需要重復(fù)上述過程，進(jìn)行多道次加工，獲得均勻的細(xì)晶組織。

與前述公告號(hào)為CN101116880A和公告號(hào)為JP2000313948的專利文獻(xiàn)公開的技術(shù)方案不同，公布號(hào)為CN102199741A的專利文獻(xiàn)通過驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模具來(lái)加工靜止固定的待加工工件，以獲得超細(xì)晶顆粒材料。但是，該方法在實(shí)施時(shí)具有一定的困難：請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，當(dāng)在模塊B右側(cè)向左施加力Fb進(jìn)行推擠時(shí)，較難保證工件與模塊C之間相對(duì)靜止無(wú)滑移，而只有在工件靜止不動(dòng)的情況下，才能確保工件頭部被動(dòng)地?cái)D壓進(jìn)入AB之間的斜通道，實(shí)現(xiàn)一個(gè)道次的擠壓。要實(shí)現(xiàn)工件與模塊C之間相對(duì)靜止無(wú)滑移，從原理上說(shuō)，可以要求模塊A與待加工工件的上接觸面為光滑表面，而模塊C與工件接觸的表面則盡量粗糙，即通過減少工件與擠壓通道下表面之間的摩擦力，并增大對(duì)擠壓通道的驅(qū)動(dòng)力，使工件前進(jìn)的阻力減少，能夠順利通過擠壓通道。但是在實(shí)踐中，難以做到模塊C對(duì)工件下表面提供足夠強(qiáng)大的附著力以保持工件靜止不動(dòng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種用于大塑性變形細(xì)化晶粒方法的裝置，其是基于公布號(hào)為CN102199741A的中國(guó)專利文獻(xiàn)所涉及的“一種大塑性變形細(xì)化晶粒方法”而設(shè)計(jì)的裝置，其旨在實(shí)現(xiàn)在擠壓過程中固定待加工工件，同時(shí)保證相應(yīng)模塊回退時(shí)不限制工件的跟隨移動(dòng)，從而確保往復(fù)式摩擦擠壓能夠順利應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)良好的擠壓效果。