[發明專利]一種金屬等體積連續反復剪切成形方法與裝置

在審

• 申請號: 201710345498.9
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107030236A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 劉文輝;羅號;唐昌平;陳宇強;黃耀輝
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: B21J5/06
• 分類號: B21J5/06;B21J1/06;B21J13/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙)43108
• 代理人: 顏昌偉

本發明公開了一種金屬等體積連續反復剪切成形方法和裝置，裝置包括滑動板、上旋轉板、下旋轉板、頂板、連接塊、開合板、固定板、底板、底座、加熱裝置、定距螺栓、連桿、叉桿。上旋轉板、下旋轉板分別與底板和頂板互相鉸接；滑動板在開合板、固定板的導滑槽內滑動；開合板與固定板連接；所述的連接塊焊接在滑動板上；所述的連桿穿過連接塊與叉桿；所述的叉桿與壓力機連接。壓力機通過叉桿、連桿帶動滑動板上下運動，實現上旋轉板、下旋轉板旋轉，由滑動板、上旋轉板、下旋轉板、開合板、固定板、底板組成的平行六面體的型腔體積不變，但形狀發生連續變化，實現對金屬坯料的等體積連續反復均勻的剪切變形。本發明操作方便、成本低、效率高。

技術領域

本發明屬于材料加工技術領域，涉及一種金屬等體積連續反復剪切成形方法與裝置。

背景技術

大塑性變形技術（Severe Plastic Deformation, SPD）是使材料在較低溫度、較高的壓力條件下，將材料通過一次或者多次累積反復的塑性變形，使其獲得相當大的累積應變，使材料晶粒細化，提高材料的綜合力學性能。目前主要的SPD技術有：等通道擠壓、往復擠壓、高壓扭轉、累積疊軋、循環閉模鍛造等。國內提出的制備超細晶材料的C形、L形、S形、U形往復擠壓實際上是等通道擠壓的一種，擠壓后坯料存在不均勻塑性變形。公開號CN2768921Y提出一種反復鐓粗擠壓模具是往復擠壓的一種形式。CN104511493A提出了剪切變形制坯的模具及方法需要不斷更換沖頭，效率不高。總之，目前提出的等徑角擠壓生產不連續、效率較低、難以生產寬幅板材；高壓扭轉、累積疊軋、循環閉模鍛造的設備復雜或不好操作；往復擠壓成形的坯料多以圓坯料或軸對稱材料，難以成型塊狀坯料。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種操作方便、成本低、效率高的金屬等體積連續反復剪切成形裝置，它能夠根據不同的材料實現相應的預熱處理來改善剪切成形時坯料的塑性變形能力，且能夠產生均勻強剪切變形和大的應變積累，有效的實現金屬坯料的晶粒細化的目的。

本發明采用的技術方案是：一種金屬等體積反復剪切成形裝置，包括滑動板、上旋轉板、下旋轉板、頂板、連接塊、開合板、固定板、底板、底座、定距螺栓、連桿、叉桿。所述的上旋轉板、下旋轉板分別與底板和頂板互相鉸接；上旋轉板、下旋轉版、底板和頂板形成一截面為平行四邊形的筒狀結構，固定板和開合板分別置于筒狀結構的兩端；所述的滑動板在開合板、固定板的導滑槽內滑動；所述的開合板與固定板采用定距螺栓連接；所述的連接塊焊接在滑動板上；所述的連桿穿過連接塊，與叉桿連接；所述的叉桿與壓力機連接。壓力機通過叉桿、連桿帶動滑動板上下運動，實現上旋轉板、下旋轉板旋轉，由滑動板、上旋轉板、下旋轉板、開合板、固定板、底板組成的平行六面體的型腔體積不變，但形狀發生連續變化，實現對金屬坯料的等體積連續反復剪切變形；上旋轉板、下旋轉板為同步的旋轉運動，整個坯料產生均勻的塑性剪切變形。

上述的金屬等體積反復剪切成形裝置中，靠近金屬坯料，固定板、底板上均設有加熱裝置。

上述的金屬等體積反復剪切成形裝置中，定距螺栓大徑部分的長度等于固定板厚度和上、下旋轉板的寬度之和，小徑螺紋部分用于緊固，保證本裝置不溢料，同時保證上旋轉板、下旋轉板的旋轉運動。

上述的金屬等體積連續反復剪切成形裝置中，滑動板在開合板、固定板的導滑槽內上下滑動，通過滑動板的上下運動帶動上旋轉板、下旋轉板旋轉，上旋轉板、下旋轉板與水平面的夾角的范圍為：（-45o，45o）。

上述的金屬等體積連續反復剪切成形裝置中，滑動板、上旋轉板、下旋轉板、開合板，固定板和底板圍成的平行六面體型腔，在滑動板上下運動過程中，滑動板帶動上旋轉板、下旋轉板旋轉，平行六面體型腔底面積和高在運動過程中沒有變化，型腔形狀變化但體積不變，實現金屬等體積連續反復剪切成形。

一種金屬等體積連續反復剪切成形方法，其特征在于，包括如下步驟：