[實用新型]一種多功能擠壓模具結構

有效

• 申請號: 201721341448.5
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN207238785U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 趙國群;喻俊荃
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02;B21C23/22
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 任歡

技術領域

本實用新型涉及一種用于輕質合金型材擠壓成形的多功能擠壓模具，特別是涉及一種多功能擠壓模具結構。

背景技術

復合材料構件在性能上互相取長補短，可充分發揮各種材料的優勢，成為現代工業的關注焦點。目前，攪拌摩擦焊、線性摩擦焊、擴散焊以及超聲波焊等固態焊接技術成為制造復合材料構件(如鋁鋰合金、鋁合金、鎂合金、銅合金等多種材料所組成的復合板材、棒材、空心構件)的重要方法。在采用固態焊接技術制造復合材料構件的過程中，由于待焊合表面污染物或氧化物的存在以及焊縫區域孔洞、夾渣和軟化區域的出現，常常導致焊接接頭力學性能下降。

熱擠壓工藝可將塑性成形和固態焊接技術結合為一體用于制造多種材料復合板材、棒材以及空心型材。相比于采用固態焊接技術，采用熱擠壓工藝可顯著縮短產品生產周期。目前，采用熱擠壓成形工藝制備復合板材和棒材的常用方法是將擠壓坯料制造為復合坯料，然后通過擠壓成形為產品。該種方法或是不能消除復合坯料內部界面上的污染物或氧化物，從而不能保證最終擠壓產品的質量；或是復合坯料的制備工藝較為復雜，工藝參數調控困難。采用多坯料擠壓技術是制造復合金屬板材、棒材以及空心型材等構件的理想方法，但目前采用多坯料擠壓工藝制造復合材料構件仍然面臨三個方面的技術難題：一是由于不同材料流變應力的差異，材料的流變行為更為復雜且難以調控，因此復合材料構件的焊縫形狀及分布位置難以保證；二是由于不同材料熔點、熱導率、線脹系數、延展性、晶體結構以及晶格常數等的差異，實現復合材料構件的擠壓焊合較為困難，因此復合材料構件的焊合界面性能難以保證；三是復合材料結構焊合界面容易形成金屬間化合物，固態焊合時間和溫度以及焊合界面兩側金屬化學成分的差異均會影響焊合界面上金屬間化合物的種類和結構，因此在復合材料型材擠壓過程中，調控復合材料型材界面結構和性能也極為復雜。由上述分析可知，在采用多坯料擠壓工藝制備復合材料構件的過程中，多種材料的體積分配以及異種材料的擠壓焊合機理與界面性能調控是亟待解決的關鍵技術問題，是眾多工程技術人員和研究者共同關注的焦點。目前，仍然缺乏一種可靈活調控各材料的體積分配、固態焊合條件、擠壓產品的截面形狀等技術參數，并適用于制造復合空心型材、棒材和板材以及研究異種材料的擠壓焊合機理和界面性能的多功能擠壓模具及方法。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種多功能擠壓模具結構，該結構可靈活調控各材料的體積分配、固態焊合條件、擠壓產品的截面形狀等技術參數，尤其適用于制造復合空心型材、棒材和板材以及研究同種或異種材料的擠壓焊合機理和界面性能。

一種多功能擠壓模具結構的具體方案如下：

一種多功能擠壓模具結構，包括：

盛料器，其內設有空腔，空腔底部中空設置，通過調整空腔的體積大小可調控各材料的體積分配；

多孔盤，多孔盤內設有用于容納盛料器的開孔；

擠壓棒，擠壓棒用于擠壓盛料器內原料；

第一模具，設于多孔盤的下方；

第二模具，高度可調設于第一模具的下方，第一模具與第二模具均中空設置；

第三模具，設于第二模具的下方，且第三模具內設有工作帶；

模芯，設于三個模具的中心，且模芯包括用于成形空心型材的成型模塊。

因為多孔盤是設有多個開孔且每個開孔內可放置不同規格的盛料器可根據要求設置具有不同空腔體積的盛料器并在不同盛料器中分別設置不同材料，靈活調控材料的不同體積分配，在該模具結構中，材料從盛料器在擠壓棒的作用下進入到第一模具和第二模具中，通過模芯的設置成型，通過調控第二模具的高度，可調控固態焊合過程中材料的流動行為、應力應變狀態、焊合壓力和焊合時間等固態焊合條件，并拓寬模具結構的應用范圍。

所述模芯還包括用于隔擋從盛料器中流出的金屬以限定焊合線在擠出型材橫截面上的分布位置的分流模塊和用于調整模芯高度的調位模塊，分流模塊設于模芯的頂部，調位模塊設于分流模塊與成型模塊之間，分流模塊還可限定焊合線在擠出型材橫截面上的分布位置。

所述分流模塊包括兩個交叉設置分流長臂，分流長臂外端側與第一模具的定位槽配合。

所述模芯通過緊固件與多孔盤連接，緊固件為螺栓，多孔盤為多孔圓盤，開孔為錐形孔，以對盛料器起到一個緊固作用，盛料器為圓錐體，其中部存在空腔，用于放置坯料、調控材料體積以及去除坯料表面污染物或氧化物，從而獲得新鮮金屬。