[實用新型]一種往復大塑性復合變形模具

有效

• 申請號: 201520077056.7
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN204503812U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 王曉溪;夏華明;董蔚霞;朱珍;張翔
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: B21C25/08
• 分類號: B21C25/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

??????本實用新型涉及一種塊體超細晶材料塑性加工擠壓的模具，尤其是適宜于高效率制備塊體超細晶材料，帶有多功能組合雙沖頭的一種往復大塑性復合變形模具。

背景技術

??????超細晶材料因其晶粒尺寸細小、組織均勻，通常表現出優良的機械性能以及異乎尋常的物化性能。近年來，大塑性變形技術因其具有工藝設備簡單、塑性變形量大、加工得到的材料純凈、致密性好等優點，被國際材料學界公認為是制備塊體超細晶材料最有前途的方法，發展十分迅速。

??????等徑角擠壓法是一種利用純剪切變形實現材料晶粒細化的大塑性變形工藝，也是目前獲得塊體超細晶材料最重要的方法之一。在材料可加工性能允許的條件下，可以對試樣進行多道次反復擠壓，使得材料內部累積獲得很大的塑性變形，從而有效地細化晶粒組織，提高材料力學性能。然而，傳統等徑角擠壓工藝常存在一些不足：如試樣單道次變形量小，需要多道次擠壓積累大的塑性應變來制備超細晶材料；試樣受力變形不均，組織結構均勻性較差；對于一些難變形和低塑性的材料，變形過程容易產生缺陷和破壞等。

??????目前，國內外在制備塊體超細晶領域已經研究和發展了不同形式的等徑角擠壓模具，但現有的模具結構仍存在以下缺點：（??????1??????）多采用“細而長”的沖頭式凸模，沖頭剛度較低，容易發生彎曲而失穩；（??????2??????）模具工作效率低下，進行多道次變形時需要反復擠出和放入試樣，操作繁瑣；（??????3??????）受限于沖頭強度、凹模豎直通道深度和壓力機下行深度等因素，變形試樣長度較短，多道次變形后試樣端部翹曲嚴重，一般只能制備出尺寸較小的塊體超細晶材料；（??????4??????）由于現有的等徑角擠壓模具大部分無背壓裝置，擠壓過程中材料要發生劇烈剪切變形，易導致試樣沿剪應力方向變形、開裂甚至破碎，最終使得后續變形無法進行。

??????因此，確有必要對傳統等徑角擠壓模具的沖頭式凸模結構進行改進，以克服傳統等徑角擠壓技術制備塊體超細晶材料尺寸小、擠壓效率低、變形不連續、材料均勻性差等缺點。

發明內容

??????為了克服現有等徑角擠壓技術及模具結構所存在的塊體超細晶材料尺寸小、擠壓效率低、變形不連續、材料均勻性差等缺點，本實用新型提供了一種往復大塑性復合變形模具，該一種往復大塑性復合變形模具不僅結構簡單，拆卸方便，而且操作簡單，制備塊體超細晶材料擠壓效率高、材料均勻性好、可連續變形。

??????本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：該一種往復大塑性復合變形模具包括橫模板、組合凹模體、出口通道、水平擠壓模口、螺旋通道、下模板、螺栓、模套、轉角通道、豎直擠壓模口、入口通道、加熱套、上模板、墊塊、內沖頭、提塊和外沖頭；該一種往復大塑性復合變形模具有一個左右兩半組合結構的錐度體的組合凹模體，組合凹模體的兩部分通過螺栓緊固連接成一體，在相接處設有一道往復大塑性復合變形模具的變形通道，該變形通道的上部入口設有帶有??????45??????°錐角的入口通道，在入口通道的下方依次為豎直擠壓模口、螺旋扭轉狀型槽構成的螺旋通道和??????90°的轉角通道，轉角通道的另一端口依次為螺旋通道、水平擠壓模口和帶有45°錐角的出口通道，組合凹模體的外部為與其錐度吻合的模套，模套的底部設有一塊矩形的下模板，模套的四周套裝有加熱套；在入口通道中安裝有一個豎直的組合沖頭，該組合沖頭的中間有一根軸向的帶有壓頭的內沖頭，內沖頭的上方為一塊橫向矩形的上模板，上模板的下方為一個橫向的可拆卸的墊塊，墊塊的下方為套裝在內沖頭外部的直角提塊和帶有45°錐角的外沖頭，在出口通道處，安裝有一個橫向的組合沖頭，該橫向的組合沖頭的結構與上述組合沖頭的結構一致，只是呈橫向安裝的狀態，其上模板成為了橫模板；使用時，將坯料放入入口通道中，將入口通道處的組合沖頭向下壓至豎直擠壓模口的上部，將坯料壓入豎直擠壓模口內，撤回內沖頭，取下墊塊，繼續下壓內沖頭，使坯料壓入螺旋通道后，將出口通道處的組合沖頭壓至水平擠壓模口的入口處，然后重復取出橫向的墊塊，將橫向的內沖頭壓至橫向的螺旋通道的入口處，如此循環往復，直至得到的塊體超細晶材料達到所需要的要求時，從出口通道取出。