[發明專利]多轉角復合等徑角擠扭模具

有效

• 申請號: 201410246057.X
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104014608A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 王曉溪;張翔;劉憶;何敏;楊峰;張寧
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

本發明涉及一種復合模具，尤其涉及一種制備高效率、大尺寸、高性能塊體超細晶材料的多轉角復合等徑角擠扭模具。

背景技術

近年來，超細晶材料因具有不同于傳統粗晶材料的優良力學性能和獨特物化性能而受到廣泛關注和研究。發展至今，已經涌現出許多制備超細晶材料的先進技術，如高能球磨法、惰性氣體凝聚原位加壓法、深過冷直接晶化法、非晶晶化法、大塑性變形法等。其中，以等徑角擠壓技術為代表的大塑性變形法被公認為是一種最典型、最有效并最具工程應用前景的超細晶材料制備工藝。但等徑角擠壓工藝存在變形不均勻和加工效率低下等問題，無法廣泛應用于科學研究和工程實際。

擠扭是近年來逐漸興起的一種新型大塑性變形工藝。可進行多道次重復變形以累積更大的塑性應變，進而改善材料顯微組織，提高材料綜合性能。然而，擠扭變形后工件橫截面處通常表現出強烈的各向異性，中心與邊緣部分組織性能差異較大，材料均勻性較差。

傳統擠壓能夠有效增加變形體內部的靜水壓力，擠壓變形后縱向可利用的有效長度會大大增加，但會出現常見的擠壓件表面裂紋。

在全面分析上述三種變形工藝各自優缺點的基礎上，設想將三種工藝通過多通道、連續變形的方式進行有機結合，充分發揮各自優勢，通過對變形工藝和模具結構的改革創新，可使傳統等徑角擠壓工藝的適用范圍、細晶能力和變形效率得到進一步的擴展。

發明內容

為了避免現有技術所存在的工藝單道次變形量較小，工作效率低下、擠扭材料均勻性差等問題，本發明提供了一種多轉角復合等徑角擠扭模具，該模具適合不同變形材料、多種變形溫度的要求，帶有半自動頂出功能且易于制造，能夠高效率制備大尺寸、高性能塊體超細晶材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該多轉角復合等徑角擠扭模具，包括模套、凹模、沖頭、入口通道、螺旋通道、螺栓、上模板、變形通道、加熱套、千斤頂、正絲螺母、正反絲螺桿、旋把和下模板；在多轉角復合等徑角擠扭模具中，所述凹模為一個錐度體，它內部設有入口通道、變形通道和螺旋通道，凹模嵌入帶有吻合錐度的模套中，模套的外圍套裝有加熱套，加熱套通過電源為凹模及模套進行加熱，在凹模上方匹配設有沖頭，在凹模下方設有千斤頂，千斤頂通過螺栓固定在下模板上，使用時，將工件放入入口通道中，沖頭向下擠壓，將工件壓入變形通道，沖頭向下擠壓到位后抬起，放入下一個工件，如此繼續直至擠壓結束，擠壓完成后，如需拆卸，啟動千斤頂即能將凹模頂出。

所述的凹模為豎直分模，左右組合式結構，組合凹模左右兩部分由螺栓連接緊固，相接處型腔構成整副模具的變形通道，它的上部入口設有入口通道，下部由多個截面小于入口通道的水平通道和豎直通道互成一定角度交替連接，組成連續多道次多轉角的變形通道，變形通道轉角均為90°，其截面為矩形槽，變形通道的每段水平通道和豎直通道中，均設有一段由螺旋扭轉狀型槽構成，且與變形通道具有相同橫截面形狀和尺寸的螺旋通道，這樣為變形提供了極為強大的剪切作用和靜水壓力，并使得工件變形連續、協調、穩定，提高了工作效率和變形質量。

所述的千斤頂通過螺栓固定在下模板上，它由正絲螺母與反絲螺母相對應連接在正反絲螺桿上，正反絲螺桿穿插在模套與加熱套中間，并在兩頭設有旋把，所述正絲螺母與反絲螺母分別連接著上下支撐桿和上下托板，當擠壓完成后，轉動旋把使正絲螺母與反絲螺母同時向中間移動，千斤頂向上推動，頂出凹模，即可以松開凹模上的螺栓，分離凹模，方便取出變形通道中變形工件并對凹模內部變形通道進行及時清理和定期維護。

所述的模套套住凹模，在擠壓過程中起承壓和限位作用，同時防止擠壓材料或模具破損飛出傷人。

所述的加熱套套裝在模套外壁，兩者緊密接觸，接通電源后，通過接觸式傳導的熱傳遞方式，可以根據材料及工藝溫度要求為整副模具進行有效、快速的加熱及保溫。

所述的沖頭嵌在上模板中，并且沖頭的長度與入口通道的長度相同，這樣更方便壓力機擠壓工件。

本發明的有益效果是：該多轉角復合等徑角擠扭模具，對放入模具入口通道的工件變形程度大，變形均勻性高，設備要求低，工作效率高，適合不同變形材料、多種變形溫度的要求，帶有半自動頂出功能且易于制造，能夠高效率制備大尺寸、高性能塊體超細晶材料。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。