[发明专利]背压等通道角挤压模具

说明书

技术领域

本发明涉及材料加工挤压技术领域，是一种高效率背压等通道角挤压模具。

背景技术：

随着现代汽车、航空航天等制造行业的发展，镁合金以其优异的性能而受到

越来越广泛的关注。在实用材料中镁合金的密度最低(约1.74g/cm³)，比强度和比刚度很高，而且阻尼性好、切削加工性好、导电导热性好，在汽车、航天器上应用可有效降低产品整体质量，有很大的发展潜力。

由于镁合金是密排六方结构，只有3个可动滑移系和2个独立的滑移系，室温延展性差，限制了镁合金的广泛应用。镁合金的强韧化研究目前受到了人们的普遍关注，根据Hall-Petch关系，HCP结构具有更高的petch斜率常数，镁合金的细化晶粒强化效果比较好。晶粒细化的途径很多，其机理主要是以下两个方面：(1)加入晶粒细化剂，如稀土元素Ca、Sr、B等(2)热加工、塑性变形技术，如热机械控制、粉末冶金、机械合金化、快速凝固及深度塑性变形等，然而粉末冶金和快速凝固方法制备的材料大多会导致裂纹、松孔及杂质等缺陷，而深度塑性变形方法可以克服以上工艺的不足，而且有良好的组织均匀性。等通道角挤压法(ECAP)是由Segal及其合作者于上个世纪80年代初兴起的，ECAP变形的特点是在不改变试样的几何尺寸条件下获得大变形量，容易实现深度塑性变形，ECAP作为一种能够获得超细晶粒的强烈塑性变形方法而得到进一步的发展与应用。

随着镁合金的广泛应用，人们对镁合金的力学性能要求越来越高，细化晶粒是提高镁合金强度和塑性的重要途径，对镁合金进行ECAP变形，细化晶粒，提高力学性能是制备高性能镁合金的一个重要方向。虽然目前国内外已经研究和发展了不少ECAP挤压模具，但现有的模具仍存在以下缺点：(1)采用简单的单个冲头式凸模，如专利CN2584308，CN1712155，CN1357240等。冲头式凸模最大缺点是刚度低，对难变形镁合金进行挤压时，需要较大的压力，容易发生弯曲而失稳。(2)模具的工作效率低，每挤压一个试样，需要拆模具取出试样或者要从横通道内敲出，操作繁琐。如专利CN1792487，CN101590493。(3)现有的模具大部分没有背压装置，只能用传统的挤压工艺挤压，如CN101797596，CN1792487等。

查阅文献发现CN101590493专利的挤压模具虽然挤压时可以加背压。但存在以下缺陷：(1)采用简单的冲头式凸模，冲头刚度不高，容易发生弯曲而失稳；(2)对液压机要求较高，只有三向的液压机才能用此模具挤压镁合金，两向液压机不能用。(3)一个试样挤压完后，需要拆模具才能取出试样，操作繁琐，效率低，不能多个试样连续挤压。

综上所述可知，现有的模具大部分只能在传统的工艺下挤压，不能对难变形镁合金在较低的温度下挤压，并且挤压效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有ECAP挤压模具存在的不足，提供一种高效率的背压ECAP挤压模具，本发明对冲头进行了改进，采用双叉式冲头，冲头的横截面积增大，提高了冲头的刚度和强度；横通道内放置一个定位滑块，定位滑块来回移动，方便取出横通道内的最后一个样；模具右端连接背压装置，挤压过程中可以以顶杆加压方式对试样施加背压，有效地降低了挤压温度，细化晶粒，改善镁合金综合力学性能。

本发明方案通过以下技术方案实现：

一种背压等通道角挤压模具包括上压板、导柱、冲头、加热圈、凸模、导套、弹簧、凹模、定位滑块、模具底座、背压顶杆支架、竖直通道、横通道、导向杆和背压顶杆。

进一步的，所述背压等通道角挤压模具还包括敲棒、销钉、内六角螺钉、和凸模垫块。

所述冲头上端放在所述凸模腔槽内，优选所述凸模腔槽为T形槽；较佳的，所述凸模上面压一个凸模垫块，优选垫块表面和凸模上表面持平；较佳的，通过销钉和内六角螺钉固定在一起；所述冲头上带有导向杆，优选所述导向杆为两根彼此之间形成双叉式结构。

所述凹模型腔有一个垂直的竖通道和一个连通的横通道组成一个L形的通道，优选垂直通道与横通道为90℃；优选横通道左半面是方形，右半面是凸形；横通道内放置一个定位滑块，使所述横通道的左半边被封死，所述横通道右半边刚好与定位滑块之间有一个空间，优选所述空间截面积与试样截面积相等；挤压时试样从右边挤出。冲头向下移动时，冲头的两根导向杆与定位滑块紧密配合，挤压槽向下移动穿过定位滑块时，定位滑块被导向杆挡住不能左右移动，挤压时定位滑块在水平方向不能移动。