[發明專利]一種等通道轉角擠壓與往復式擠扭復合成形裝置及方法

有效

• 申請號: 201710213657.X
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106825097B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 于彥東;李磊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02;B21C23/00
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

一種等通道轉角擠壓與往復式擠扭復合成形裝置及方法，屬于擠壓加工技術領域。本發明為了解決現有大塑性變形方法制備超細晶工序復雜并且制備成本高的問題。本發明專利的技術要點是：由兩個等通道轉角擠壓通道和擠扭通道構成U字形擠壓通道；U字形擠壓通道各處橫截面均為正方形，且橫截面積不變，擠扭通道的橫截面沿著擠壓方向發生了90度的扭轉。本發明的成形步驟為：將裝置及胚料及置于壓力機上，將裝置、胚料加熱到指定溫度，并保持溫度恒定，沖頭下行胚料依次完成等通道轉角擠壓、擠扭和等通道轉角擠壓，沖頭行程到達極限后，沖頭取出，在另一側完成上述擠壓步驟，如此往復的運行，最終成形所需的超細晶材料。本發明用于材料塑性成形加工中。

技術領域

本發明涉及一種復合的大塑性變形成型裝置及方法，具體涉及一種等通道轉角擠壓與往復式擠扭復合成形裝置及方法，屬于擠壓加工技術領域。

背景技術

當今世界隨著航空航天技術、軍事裝備和交通工具等領域的迅猛發展，對高性能金屬材料特別是對高比強材料的需求日益增長.制備具有高比強度和良好塑性相匹配的材料，一直是各國材料科學和材料工程研究的熱點，也是國際材料領域競爭最激烈的領域之一.就目前各國的研究現狀來看，合金化強化、形變強化、細晶強化和固溶—沉淀強化是常用的提升材料組織性能的主要途徑.近年來，國際上本領域的大量研究成果證明，單純依賴某一兩種強化機制來提升材料的綜合性能是十分有限的，將多種機制有機組合，不僅能充分挖掘材料的性能，也是材料科學發展的必然趨勢。

大塑性變形技術作為一種制備超細晶材料的有效方式而出現。傳統的大塑性變形技術有等通道轉角擠壓、高壓扭轉、多向鍛造、往復擠壓、累積疊軋等。但這些工藝的局限性也很明顯，如每次加工獲得的塑性變形量較小，需要多次加工，才能獲得更大的塑性變形量。因此，設計一種高效制備超細晶材料的裝置及方法具有非常重要的意義。

發明內容

在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

鑒于此，為了克服上述現有的大塑性變形方法工序眾多、工藝要求較高的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種等通道轉角擠壓與往復式擠扭復合成形裝置及方法，型腔由兩個等通道轉角擠壓型腔和一個擠扭型腔組成，能夠加工出力學性能良好的超細晶材料。

方案一：本發明提出的一種等通道轉角擠壓與往復式擠扭復合成形裝置，包括沖頭、模套、墊板和型腔；所述模套安裝在墊板上，模套上開設有多個加熱棒安裝孔，所述型腔設置在模套內，型腔開設有等通道轉角擠壓通道一、擠扭通道和等通道轉角擠壓通道二，所述等通道轉角擠壓通道一、擠扭通道和等通道轉角擠壓通道二構成U字形復合擠壓通道，等通道轉角擠壓通道一、擠扭通道、等通道轉角擠壓通道二的橫截面均為正方形，且橫截面積不變，所述擠扭通道的橫截面沿著擠壓方向發生了90度的扭轉，沖頭與等通道轉角擠壓通道一和等通道轉角擠壓通道二配合。

胚料反復的經過等通道轉角擠壓通道一、擠扭通道和等通道轉角擠壓通道二，隨著胚料經過擠壓通道到的次數增加，胚料的晶粒逐步的細化，最后達到要求晶粒大小。

進一步地：所述等通道轉角擠壓通道一和等通道轉角擠壓通道二的模具內角模具外角φ相等，等通道轉角擠壓通道一和等通道轉角擠壓通道二的模具內角半徑Rint和模具外角半徑Rext相等；模具內角為90°；模具內角半徑Rint為10mm。

進一步地：所述型腔是由兩個半模拼合而成。

進一步地：所述模套上設置有十二個加熱棒安裝孔。模具擠壓過程中靠加熱棒保持恒定的溫度。

進一步地：所述模套的內表面和型腔的外表面均為斜面，兩者通過一個楔緊斜面來進行裝配。