[发明专利]制备镁合金半固态坯的正挤压及变径弯曲挤压方法和模具

权利要求书

1.一种制备镁合金半固态坯的正挤压及变径弯曲挤压模具，包括上模板(1)、凸模(2)、凹模(3)、凹模套(4)、垫块(5)、下模板(6)和压板(7)；凹模套(4)坐落并固定在下模板(6)上，且凹模套(4)的下表面与下模板(6)的上表面相接触；凹模套(4)中部空间的下部放置垫块(5)；凹模(3)设有位于上端的进料口；凹模(3)设置在垫块(5)的上方，且位于凹模套(4)中部空间中；凸模(2)呈阶梯型，其上端与上模板(1)固定连接，使用时凸模(2)的下端对准凹模(3)的进料口；压板(7)的中央设有一通孔，压板(7)固定在凹模套(4)和凹模(3)的上表面上，且其中央的通孔与凹模(3)的进料口相对齐；其特征在于：凹模(3)的型腔包括正挤压通道(31)和变径弯曲挤压通道(32)；正挤压通道(31)包括第一直道(31-1)和第二直道(31-2)，第一直道(31-1)的进料口也即凹模(3)的进料口；第一直道(31-1)自凹模(3)顶端向下沿轴向延伸，经过圆锥台状过渡段与第二直道(31-2)相连，其中第一直道(31-1)的截面积大于第二直道(31-2)的截面积；变径弯曲挤压通道(32)是一挤压弯道，其弯道挤压角为90°～150°，变径弯曲挤压通道(32)的截面积从上部的首端至下部的尾端逐渐变小；凹模套(4)内设置等径出口通道(41)，等径出口通道(41)是一直道出口通道，在凹模套(4)内顺着变径弯曲挤压通道(32)的延伸方向向外延伸，其截面积与变径弯曲挤压通道(32)的最小截面积相同。

2.根据权利要求1所述的制备镁合金半固态坯的正挤压及变径弯曲挤压模具，其特征在于：凹模套(4)的左部和右部各开有一个贯通上下的通孔，通孔内放置与通孔高度相同的陶瓷管(43)，电热丝(42)设置在陶瓷管(43)内。

3.一种制备镁合金半固态坯的正挤压及变径弯曲挤压方法，其特征在于：其中所使用的挤压模具包括上模板(1)、凸模(2)、凹模(3)、凹模套(4)、垫块(5)、下模板(6)和压板(7)；凹模套(4)坐落并固定在下模板(6)上，且凹模套(4)的下表面与下模板(6)的上表面相接触；凹模套(4)中部空间的下部放置垫块(5)；凹模(3)设有位于上端的进料口；凹模(3)设置在垫块(5)的上方，且位于凹模套(4)中部空间中；凸模(2)呈阶梯型，其上端与上模板(1)固定连接，使用时凸模(2)的下端对准凹模(3)的进料口；压板(7)的中央设有一通孔，压板(7)固定在凹模套(4)和凹模(3)的上表面上，且其中央的通孔与凹模(3)的进料口相对齐；凹模(3)的型腔包括正挤压通道(31)和变径弯曲挤压通道(32)；正挤压通道(31)包括第一直道(31-1)和第二直道(31-2)，第一直道(31-1)的进料口也即凹模(3)的进料口；第一直道(31-1)自凹模(3)顶端向下沿轴向延伸，经过圆锥台状过渡段与第二直道(31-2)相连，其中第一直道(31-1)的截面积大于第二直道(31-2)的截面积；变径弯曲挤压通道(32)是一挤压弯道，其弯道挤压角为90°～150°，变径弯曲挤压通道(32)的截面积从上部的首端至下部的尾端逐渐变小；凹模套(4)内设置等径出口通道(41)，等径出口通道(41)是一直道出口通道，在凹模套(4)内顺着变径弯曲挤压通道(32)的延伸方向向外延伸，其截面积与变径弯曲挤压通道(32)的最小截面积相同；所述的挤压方法包括以下步骤：

①镁铸坯的机械加工：将镁合金圆柱形铸坯加工成与上述凹模(3)的上端内径相对应的圆柱形坯料；

②坯料的预变形：对经过步骤①机械加工的坯料进行预热，使之升温至260℃～300℃；将上述挤压模具固定在通用挤压机的工作台上，对挤压模具进行预热，使挤压模具的温度比坯料预热温度低40℃～60℃；将预热的坯料放入挤压模具的凹模(3)内，在液压机的带动下使得挤压模具的凸模(2)通过挤压模具的压板(7)中间的通孔将坯料压入凹模(3)的正挤压通道(31)的第一直道(31-1)和截面积小于第一直道(31-1)的第二直道(31-2)而压缩变形，挤压比为15～30；凸模(2)继续下行，正挤压后的坯料被压入变径弯曲挤压通道(32)内进行弯道挤压及转角大于90°的剪切变形；下一块坯料在被压入正挤压通道(31)和变径弯曲挤压通道(32)的过程中，将前一次滞留在凹模(3)中的坯料压入挤压模具的凹模套(4)的等径出口通道(41)而挤出凹模(3)，继续挤压则将坯料挤出凹模套(4)而得到预变形的镁合金棒料；上述过程连续进行；

③将经过步骤②预变形的镁合金棒料按照需要定尺切割；

④等温热处理：使步骤③定尺切割后的镁合金棒料在氩气氛围中在电阻炉中加热至半固态温度520℃～580℃，保温10min～30min获得镁合金半固态坯，其中炉温以先快后慢的升温速度加热至半固态温度。