[实用新型]用于制备超细晶材料的十字形等径角挤压模具

说明书

技术领域

本实用新型属于材料加工技术领域，涉及一种模具，更具体地说，是涉及一种用于制备超细晶材料的十字形等径角挤压模具。

背景技术

在材料加工技术领域，剧烈塑性变形方法(简称SPD)因是通过对材料进行反复塑性变形并在不明显改变材料外形的情况下能够细化常规粗晶材料至亚微米级甚至纳米级，而被国际材料学界公认为是制备大块体超细晶材料最有前途的一种方法。等径角挤压法(ECAE/ECAP)又是目前剧烈塑性变形方法中最常用、也是研究最广泛的一种挤压法。

目前在材料加工技术领域研究中使用的等径角挤压模具主要是L形模腔，即两通道相交呈“L”形，挤压时坯料放入入口通道，从出口通道挤出，然后重新将坯料装入入口通道进行反复挤压，由于被挤出材料的弹性回复以及形状扭曲，在重复装料时需要对挤出坯料进行校正或者打磨；另外，由于目前使用的等径角挤压模具每道次挤压产生的变形量主要取决于两通道之间的夹角，要想获得均匀、细小的超细晶材料往往需要多达8次甚至更多次的挤压，这些都严重降低了该方法的加工效率，限制了该方法的工业化应用。虽然提出了一些改进的措施，如采用S形、C形、U形等挤压模具，但也还存在一些缺陷，如变形路线单一、在加工过程中需要移动模具进行重新定位等。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是为了克服现有技术中所存在的一些缺陷，弥补其不足，而提供一种结构简单、操作方便、通用性更强的十字形等径角挤压模具，使其能进行多种变形方式的材料加工，可获得更高的单道次变形量，加工效率更高。

技术方案：为了达到上述的目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于制备超细晶材料的十字形等径角挤压模具，由等径角挤压凹模1、冲头2、凹模盖板4、螺栓5构成，其中，所述的等径角挤压凹模1对中开设有相互垂直并相交的十字形模腔通槽，十字形模腔通槽中分别安置有冲头2；所述的凹模盖板4通过螺栓5与等径角挤压凹模1和模具固定台3相连接。

上述所述的等径角挤压凹模1和凹模盖板4为横截面相等的四边形。

上述所述的冲头2数量为四个，形状为T形，其截面形状与等径角挤压凹模1中的十字形模腔通槽截面形状相同。

上述所述的用于制备超细晶材料的十字形等径角挤压模具为金属制造件。

有益效果：本实用新型的一种用于制备超细晶材料的十字形等径角挤压模具采用上述技术方案，具有如下优点和效果：

1、采用十字形等径角挤压模具，通道截面尺寸可大可小，通道长度可长可短，每个冲头的运动独立控制，一次装料即可完成所需的挤压变形量，减少了对坯料的校正和打磨时间，提高了加工效率。

2、可以进行T形等径角挤压、路线A等径角挤压、路线C等径角挤压三种变形方式，模具通用性强，适用范围广，工业应用潜力大。

3、等径角挤压模具挤压时可以提供背压力，改善了挤压时坯料内部的应力状态，降低了被挤压材料开裂的可能性，尤其适合难变形材料，扩大了加工材料的范围。

附图说明

图1是本实用新型A-A剖面图。

图2是本实用新型B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种用于制备超细晶材料的十字形等径角挤压模具的具体实施方式进行详细说明：

如图1和图2所示，本实用新型的一种用于制备超细晶材料的十字形等径角挤压模具：由等径角挤压凹模1、冲头2、凹模盖板4和螺栓5构成，其中，等径角挤压凹模1对中开设有相互垂直并相交的十字形模腔通槽，十字形模腔通槽中分别安置有冲头2；凹模盖板4通过螺栓5与等径角挤压凹模1和模具固定台3相连接。

上述所述的等径角挤压凹模1和凹模盖板4为横截面相等的四边形，冲头2数量为四个，形状为T形，其截面形状与等径角挤压凹模1中的十字形模腔通槽截面形状相同。

等径角挤压凹模1外形尺寸为130mm×130mm×30mm，通过线切割在尺寸为130mm×130mm的一侧面对中加工出相互垂直并相交的十字形模腔通槽，通槽的截面尺寸为10mm×10mm，被挤坯料的尺寸为9.5mm×9.5mm×60mm，冲头2与模腔配合部分的横截面尺寸为9.8mm×9.8mm，冲头2与模腔配合部分的长度比被挤坯料长约20mm，冲头2形状为T形，凹模盖板4的外形尺寸为130mm×130mm×20mm，等径角挤压凹模1、冲头2、凹模盖板4均选用模具钢H13制造。

挤压前，对等径角挤压凹模1中的十字形模腔通槽进行润滑，通过螺栓5将凹模盖板4和等径角挤压凹模1固定在模具固定台3上，将润滑好的坯料放入其中一个模腔，将冲头2分别伸入十字形模腔通槽，冲头2的运动由液压控制装置分别独立控制，通过控制每个冲头的运动可以实现T形等径角挤压、路线A等径角挤压、路线C等径角挤压三种变形方式。从原理上讲，可以进行无限次的挤压，从而获得无限大的应变，直至获得均匀、细小的晶粒，制备出块体超细晶材料。挤压结束后，撤出坯料所在模腔的两个冲头2，装入另一个润滑好的坯料和冲头2，通过冲头2推动新装入的坯料将挤压好的坯料从模腔的另一侧推出，再装入另一侧的冲头2对新装入的坯料进行挤压，重复上述过程。因此，采用该模具可以在不打开模具的情况下实现连续化生产。