[实用新型]一种制备超细晶块体材料的倒T形挤压模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模具，尤其是一种倒T形大塑性变形挤压模具，用于制备超细晶块体材料的模具。

背景技术

大塑性变形技术(简称SPD)具有强烈的晶粒细化作用，可以直接将材料的内部组织细化到亚微米乃至纳米级，已被国际材料学界公认为是制备块体超细晶材料的最有前途的方法。最近几年大塑性变形技术得到了迅猛的发展，主要有：等径角挤压法(ECAP)、高压扭转(HPT)、往复挤压(CEC)、累积轧制(ARB)等。其中等径角挤压法发展最为迅猛，同其它大塑性变形方法相比，等径角挤压法可较容易地实现多次重复变形，试样在变形过程中承受严重的纯剪切应变，使试样在断面形状和尺寸不改变的情况下获得大塑性变形，从而使组织细化到亚微米甚至纳米数量级，且得到的是致密，无污染的块体超细晶材料。同时，调整剪切面和剪切方向可以获得不同的结构和组织。

但是在现有技术中，由于模具通常采用单边转角挤压，道次挤压变形量小，往往需要进行五道次甚至更多道次才能累积足够的变形量，变形效率低，同时进行多道次挤压尾料切除量大，生产成本高。

发明内容

本实用新型的目的在于改进模具结构，克服现有技术变形效率低、道次挤压变形量小的缺陷，提供一种制备超细晶块体材料的倒T形挤压模具，使其具有道次挤压变形量大、利用极少道次就能达到大的变形量、晶粒细化能力强、操作方便、结构简单、可反复挤压的优点。

本实用新型是通过以下技术法案实现的，本实用新型包括：上模、下模、模套、挤压杆；沿分模面将模具分为上模、下模，上模、下模紧密结合放入模套内，(沿分模面形成的)上模垂直通道与下模水平通道构成倒T形挤压通道，且上模垂直通道与下模水平通道横截面面积相等、形状相同，形状为方形。坯料和挤压杆从上模垂直通道放入，挤压杆截面设计为方形(也可为圆形)，为保证挤压杆在挤压时不产生应力集中而损害挤压杆，保证挤压杆在工作时的稳定，将其末端设计为阶梯状。

本实用新型采用模具钢制作倒T形挤压模具，上、下模受力状况是本模具设计考虑的主要因素。为了使坯料易于放入挤压通道，一般坯料的宽度总比通道宽度略小。挤压开始时，坯料先镦粗，逐渐与模壁接触，挤压继续进行，通道内壁则受到强烈的材料变形力挤压，因此需要保证模具具有高强度。传统模具在挤压过程中，由紧固螺栓承受变形力。本模具设计为横向两瓣式，沿分模面将模具分为上模和下模，上模保持挤压通道的完整性，改变了模具的受力方式.变形力主要由完整的挤压通道承受。挤压杆截面外形为方形(或圆形)，末端为阶梯状，其高度由坯料的长短确定。

本实用新型的技术核心在于上模和下模合拢在一起形成倒T形挤压通道。在挤压过程中，坯料在挤压杆的作用下，从上模垂直通道向下挤压，到达上模垂直通道与下模水平通道的交接处，材料发生剪切变形，由于材料是在水平方向上向两边流动，形成两个剪切面，对坯料产生较大的塑性变形。当挤压杆阶梯台与上模凸起的方形凸台相接触，挤压过程结束。挤压结束后坯料停留在下模水平通道中。脱模时，利用压力机回程力将挤压杆拔出，上下模分离，将坯料取出。完成一次挤压，可旋转工件放入上模垂直通道重复以上过程，配合热处理实现多道次大塑性变形，通过回复再结晶工艺得到细小均匀的晶粒。

本实用新型道次变形量大，变形效率高，具有显著的晶粒细化效果，金属型模具结构简单，加工容易，适用面广，节省材料，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型的倒T形挤压模具结构示意图；

图2为本实用新型的挤压杆示意图。

图中，1-上模，2-下模，3-模套，4-挤压杆。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括：上模1、下模2、模套3、挤压杆4。沿分模面将模具分为上模1、下模2。上模1、下模2紧密结合放入模套3内，沿分模面形成的上模垂直通道与下模水平通道构成倒T形挤压通道，且上模垂直通道与下模水平通道横截面面积相等、形状相同，形状为方形。坯料和挤压杆4从上模垂直通道放入，挤压杆4截面设计为方形(也可为圆形)，末端设计为阶梯状。