[發(fā)明專利]一種高強度低碳鋼圓頭鉚釘?shù)臄D壓方法及模具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310607342.5
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103639219A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐淑波;劉婷;趙中魁;劉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號: B21C23/02
• 分類號: B21C23/02;B21C25/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種室溫下制備高強度低碳鋼圓頭鉚釘?shù)臄D壓方法及模具，尤其是涉及一種圓頭鉚釘一次成形擠壓模具。

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背景技術(shù)

圓頭鉚釘又稱半圓頭鉚釘，是由圓頭釘帽和釘體組成，常用于鍋爐、橋梁、容器等鋼結(jié)構(gòu)上作鉚接用緊固件。低碳鋼是指含碳量為0.10%至0.30%的合金鋼。低碳鋼易于接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用于制造鏈條，?鉚釘，?螺栓，?軸等。圓頭鉚釘常選用低碳鋼為材料進(jìn)行制作。

低碳鋼圓頭鉚釘一般的加工工藝有兩種冷墩和高速車加工，并在之后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，但冷鐓工藝生產(chǎn)變形較大的產(chǎn)品時容易開裂，高速車加工工藝生產(chǎn)效率較低，浪費材料。低碳鋼鉚釘在實際應(yīng)用過程中還會發(fā)生變形、解理脆斷等現(xiàn)象，這主要是因為材料的強度、剛度不夠，晶粒過于粗大造成的。?等通道轉(zhuǎn)角擠壓工藝是目前最有效的細(xì)化晶粒的方法，但傳統(tǒng)的ECAP裝置只能進(jìn)行單道次擠壓，并且需要人工進(jìn)行不同道次不同路徑之間的轉(zhuǎn)換，工作效率低下，進(jìn)行多道次擠壓后才能實現(xiàn)細(xì)化晶粒的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：針對上述存在的技術(shù)問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)低碳鋼鉚釘一次成型的擠壓方法及模具，該結(jié)構(gòu)既能通過一次擠壓實現(xiàn)低碳鋼的晶粒細(xì)化化，改善其力學(xué)性能，又能實現(xiàn)圓頭鉚釘?shù)某尚停?提高了擠壓的工作效率，節(jié)省了材料，也改善了低碳鋼圓通鉚釘?shù)你T接性能，提高了鉚接工藝性。

為解決上述技術(shù)性問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：凹模部分的制作分為兩部分，凹模模腔先由具有相同橫截面積的管道以90°按等通道彎角擠壓工藝路徑C相交接而成，再連接與制件形狀相同的型腔。模具具有兩個沖頭，上沖頭位于通道入口部分，用于工件的擠壓，下沖頭位于通道出口部分，用于鉚釘?shù)某尚汀＞唧w實施步驟是：?

1.利用線切割技術(shù)將材料切割成直徑為12mm，長度為40mm的試樣，并對試樣進(jìn)行完全退火；

2.將擠壓件放入型腔之前，先對模具進(jìn)行充分的潤滑，放入擠壓件后，將模具和擠壓件同時預(yù)熱到一定溫度，擠壓完成以后，對擠壓件進(jìn)行去應(yīng)力退火；

3.由于凸模長度有限，當(dāng)擠壓件完全進(jìn)入通道后，這時通過放入另一擠壓件推進(jìn)前個擠壓件的運動，直至擠壓件擠壓完成；

4.擠壓完成以后，卸載工件，并對工件進(jìn)行去應(yīng)力退火。

本發(fā)明的有益效果是：等通道彎角擠壓工藝是劇烈塑性變形過程，可以細(xì)化晶粒，改善材料性能，連續(xù)通道可以提高工作效率?將兩者結(jié)合起來的裝置不但可以改善低碳鋼的強度和塑性，還在原變形基礎(chǔ)上進(jìn)行圓頭鉚釘?shù)某尚危瑴p輕了操縱工人的勞動強度，拓寬了等通道彎角擠壓變形，不但節(jié)省了材料，也改善了低碳鋼圓通鉚釘?shù)你T接性能，提高了鉚接工藝性。

附圖說明

圖1為低碳鋼圓頭鉚釘；

圖2?為擠壓工序；

圖3為高強度低碳鋼圓頭鉚釘一次成形的擠壓模具；

圖4為雙層預(yù)應(yīng)力組合凹模結(jié)構(gòu)；?

上述圖中的標(biāo)記為：

????圖3高強度低碳鋼圓頭鉚釘一次成形的擠壓模具的1.下模板?2.導(dǎo)柱?3.內(nèi)六角螺釘?4.導(dǎo)套?5.上模板?6.凸模固定板7.定位圓柱銷?8.凸模墊板?9.內(nèi)六角螺釘10.凸模?11.凹模壓板?12.第二層凹模壓套?13.第一層凹模壓套?14.凹模?15.墊塊?16.凹模墊板。

具體實施方式

從圖1所示本發(fā)明的模具裝配圖、圖2的預(yù)應(yīng)力組合凹模結(jié)構(gòu)、圖3的預(yù)應(yīng)力組合凹模俯視圖和圖4的預(yù)應(yīng)力組合凹模左視圖中擠壓通道設(shè)計細(xì)節(jié)技巧可以看出，本發(fā)明主要有1.下模板?2.導(dǎo)柱?3.內(nèi)六角螺釘?4.導(dǎo)套?5.上模板?6.凸模固定板7.定位圓柱銷?8.凸模墊板?9.內(nèi)六角螺釘10.凸模?11.凹模壓板?12.第二層凹模壓套?13.第一層凹模壓套?14.凹模?15.墊塊?16.凹模墊板等組成。在擠壓過程中將擠壓實驗所用材料首先通過線切割下料，然后通過切削方法加工成直徑12mm，長度為40mm的試樣，擠壓前先進(jìn)行軟化熱處理，然后放入一種連續(xù)等通道彎角擠壓模具，由于凸模長度有限，當(dāng)擠壓件完全進(jìn)入通道后，這時通過放入另一擠壓件推進(jìn)前個擠壓件的運動，直至擠壓件擠壓完成。?本發(fā)明的模具設(shè)計不同于常規(guī)等通道彎角擠壓的模具，在擠壓件完成一次擠壓行程后，相當(dāng)于擠壓件進(jìn)行了3次剪切變形和一次擠壓成形，且由于采用預(yù)應(yīng)力組合凹模結(jié)構(gòu)，模具壽命得到提高，提高了實驗的成功率和擠壓效率。擠壓完成以后，對工件進(jìn)行去應(yīng)力退火，最后進(jìn)行鍍鋅鈍化。