[實(shí)用新型]一種連接鎂合金和鋁合金的擠壓裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621245892.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206325959U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣芮;劉海娟;侯弘歷;賀連芳;張春芝;其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開(kāi)姓名
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B21C23/22
• 分類號(hào): B21C23/22;B21C25/02;B21C29/00;B21C31/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鎂合金、鋁合金的連接，尤其涉及一種連接鎂合金和鋁合金的擠壓裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)代機(jī)器制造業(yè)最迫切的問(wèn)題之一，是在提高結(jié)構(gòu)和設(shè)備工作技術(shù)性能和可靠性的同時(shí)，降低金屬消耗量。由于鋁合金具有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕、熱導(dǎo)和電導(dǎo)率高以及加工性能好等優(yōu)良品質(zhì)而發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域及國(guó)防建設(shè)中，用量?jī)H次于鋼鐵材料，成為第二大金屬材料。鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、尺寸穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱性能優(yōu)越、切削加工性能好、易鑄造、減震性能好、電磁屏蔽好、可無(wú)限地再利用等眾多優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為21世紀(jì)綠色金屬結(jié)構(gòu)材料。在實(shí)用金屬中鎂是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。在航空航天、運(yùn)輸行業(yè)中降低結(jié)構(gòu)重量成為提高性能的重要措施，輕型鎂合金材料在這方面的應(yīng)用需求更為迫切。但大量使用鎂合金不僅成本高，而且不可能全面滿足使用要求。鎂、鋁及其合金連接形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，不但能減輕構(gòu)件的重量、節(jié)約材料，而且能發(fā)揮各自的性能優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于鎂、鋁合金進(jìn)行連接的技術(shù)主要是焊接技術(shù)，常用的有擴(kuò)散焊、熔焊、點(diǎn)焊和攪拌摩擦焊等。有采用電場(chǎng)活化連接技術(shù)對(duì)鎂合金與鋁合金進(jìn)行連接的方法。有利用攪拌摩擦焊方法焊接鋁合金和鎂合金的方法，利用攪拌頭在焊縫內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，沿著焊接方向的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)固相連接。焊接技術(shù)主要是針對(duì)合金板材進(jìn)行焊接復(fù)合。傳統(tǒng)的焊接方式由于溫度難以穩(wěn)定控制，容易使鋁、鎂合金焊接熱影響區(qū)的晶粒發(fā)生粗大。新興的焊接方式以速度快、焊接熱影響區(qū)窄和無(wú)污染的特征逐漸取代了傳統(tǒng)焊接方式，然而由于鎂和鋁的相容性太差，在接口附近極易形成Al-Mg系金屬間脆性化合物，同時(shí)由于鋁合金和鎂合金在焊縫處元素?cái)U(kuò)散速度相差太大，容易產(chǎn)生空隙，降低了接口處結(jié)合性能。因此，亟需解決鋁合金與鎂合金的連接問(wèn)題，以進(jìn)一步擴(kuò)大鎂合金和鋁合金的應(yīng)用空間。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的第一目的是提供一種連接鎂合金和鋁合金的擠壓裝置，該裝置利用非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)較低強(qiáng)度、粘度和硬度的內(nèi)在秉性，以及異質(zhì)合金如超強(qiáng)度鋁/鎂合金在高溫變形時(shí)較低的變形抗力，通過(guò)高溫下對(duì)鋁合金、非晶合金和鎂合金共同施加壓力，使三者發(fā)生共同熱變形，提高異質(zhì)合金接口處的結(jié)合性能。

為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案：

一種連接鎂合金和鋁合金的擠壓裝置，包括：

凸模和帶有擠壓腔的凹模，在擠壓腔內(nèi)設(shè)置鎂合金、非晶合金和鋁合金，凸模在外力作用下對(duì)擠壓腔內(nèi)的鎂合金、非晶合金和鋁合金進(jìn)行擠壓，凹模內(nèi)設(shè)置鎂合金、非晶合金和鋁合金，鎂合金、非晶合金和鋁合金受熱后在凸模的擠壓作用下進(jìn)入到成型腔內(nèi)成型，成型腔的體積小于擠壓腔的體積，擠壓腔的底部逐漸收縮，成型腔的形狀與工件的形狀相同。

上述適用于鎂鋁合金的熱擠壓裝置，無(wú)需采用現(xiàn)有技術(shù)中的焊接方案，成型速度快，擠壓溫度通過(guò)電熱元件實(shí)現(xiàn)控制，較為方便地對(duì)擠壓溫度進(jìn)行控制，凸模與凹模在擠壓腔內(nèi)擠壓非晶合金、鎂合金和鋁合金進(jìn)而在成型腔內(nèi)成型，通過(guò)使用非晶合金作過(guò)渡層，避免鎂合金和鋁合金直接連接產(chǎn)生金屬間脆性化合物，實(shí)現(xiàn)兩大輕量合金的高強(qiáng)度連接。此外，經(jīng)過(guò)大塑性變形，鎂、鋁合金由于細(xì)晶強(qiáng)化而提高了自身強(qiáng)度。

所述凹模包括至少兩個(gè)拼塊，拼塊以模具中軸線進(jìn)行拼合，拼塊拼裝形成所述的擠壓腔，通過(guò)拼裝擠壓腔的設(shè)置，便于成型冷卻后，拆開(kāi)凹模取出成型件，避免損壞成型件，為了確保擠壓成型效果，在所述凹模的外部套有用于環(huán)向擠壓凹模的夾緊套，夾緊套對(duì)拼裝的凹模起到一個(gè)擠壓作用，夾緊套采用和凹模相同的材料，優(yōu)選地，凹模和夾緊套采用熱作模具鋼H13。

優(yōu)選地，擠壓腔為圓柱形狀，擠壓腔的底部通過(guò)45°錐形結(jié)構(gòu)過(guò)渡形成成型腔，成型腔內(nèi)部的形狀與預(yù)計(jì)成型件的形狀相匹配，如可以是長(zhǎng)條狀。

所述夾緊套同樣包括至少兩個(gè)拼裝件，以方便成型工件的取出。

所述凹模為倒圓臺(tái)形狀；所述夾緊套內(nèi)部與所述凹模緊密貼合，這樣凹模的外壁與夾緊套內(nèi)壁采用錐形面方式進(jìn)行結(jié)合，保證貼合效果，二者貼合面切線與所述模具中軸線具有3°-5°的夾角。

擠壓裝置還包括設(shè)于所述凹模上部的用于從上方擠壓凹模的緊固壓板，緊固壓板中部開(kāi)有用于凸模穿過(guò)的通孔，通孔直徑小于所述凹模上表面直徑，以保證緊固壓板的下壓作用。

進(jìn)一步地，所述夾緊套與所述的緊固壓板之間設(shè)有連接件，連接件為螺栓，在夾緊套上設(shè)置盲孔作為螺栓的插入孔，在凹模的各拼塊上均開(kāi)有一盲孔。

所述成型腔設(shè)于凹模內(nèi)，所述成型腔的一側(cè)設(shè)置導(dǎo)向套，導(dǎo)向套設(shè)于凹模的外側(cè)，