[发明专利]一种直接等径转角挤型模具

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金成型领域，特别是涉及一种直接等径转角挤型模具。

背景技术

直接挤型为铝合金工业中极为重要的成形技术，一般常用于生产半成品的铝件，例如棒材、空心管材或是各种型材。因为挤锭在挤制时，承受的是三轴向压应力，所以可以产生极大的塑性变形，而不至于产生裂缝。也因为产生极大的塑性变形，所以铝件在挤制的过程中，常常会产生极大的高温，尤其是在挤件的表面。这种情形常会使挤件的机械性质劣化，特别是延展性方面；另外挤件在阳极处理后，也在表面清晰可见晶粒的存在，影响产品的美观。

一般合金的降伏强度与晶粒大小，大都遵守霍尔佩奇Hall-Petch方程式，也就是σ_y = σ₀ + k·d^(-1/2)。就铝合金而言，因为其k值太小，只有0.1- 0.2 MPa/m^1/2，所以如果要藉由晶粒细化来强化铝合金的话，那么必须将晶粒大幅度细化，才能有明显的效果。挤制件细化晶粒最常用的是热机处理(TMT-Thermo-mechanical treatment)，但是热机处理只能将晶粒细化到微米(Micrometer)级，而且热机处理必须在挤制后进行，中间可能需要多次制程退火(Process Annealing)，道次繁琐。再者复杂型状的挤件，几乎不可能进行热机处理制程。

目前晶粒细化最有效的方法是等径转角挤型(ECAE-Equal Channel Angular Extrusion)，ECAE将晶粒细化到次微米(Sub-micrometer)级，甚至到奈米(Nanometer)级的大小。但是因为目前的模具设计方式，使其无法连续式的生产；另外ECAE只能处理简单形状的挤锭，无法处理较复杂形状的工件。所以ECAE一直停留在实验室的阶段，无法工业化。此外一般ECAE在经过一道次后，需要旋转一角度后再实施一道次，以获得较佳的晶粒细化效果。由于经过ECAE出来的成品，形状会从原有的长方体形变成为菱形体状，成品再切回长方体形时，废料将由此产生，所以一般ECAE的成品率不高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种直接等径转角挤型模具，包括：压饼、挤锭、盛锭桶，所述盛锭桶位于挤锭的上方，压饼位于挤锭的一侧，还包括：等径转角挤型（ECAE）模具组，所述ECAE模具组位于挤锭的另一侧，所述ECAE模具组包括四个模具：模具一、模具二、模具三和模具四，所述四个模具依次固定连接在一起，模具一内设有通道一，模具二内设有通道二，模具三内设有通道三，模具四内设有通道四，所述通道一、通道二和通道三的截面积相同，所述通道一与通道三平行，通道一与通道二之间的夹角为120°，通道二与通道三之间的夹角为120°，所述通道一的两端分别为通道一入口和通道一出口，通道二的两端分别为通道二入口和通道二出口，通道三的两端分别为通道三入口和通道三出口，通道四的两端分别为通道四入口和通道四出口，通道一出口与通道二入口对准接合，通道二出口与通道三入口对准接合，通道三出口与通道四入口对准接合。

优选的，所述通道一入口的形状为实际产品的形状，可以先将挤锭挤制成所需形状的挤件。

优选的，所述通道四的截面积小于通道一的截面积，模具四用以产生背向应力。

本发明的有益效果是：（一）与直接挤型相比，不需要经过热处理就能细化挤件表面晶粒，简化了生产工艺，提高了生产效率；（二）与现有的ECAE制程与模具相比，采用直接挤压成型与ECAE相接合，可以直接将挤锭先挤制成各式形状的产品，并可以立即、直接与连续的经过ECAE模具，消除了挤件表面粗晶的问题，有效提高了铝合金成品的强度，成品率大幅度高。

附图说明

图1是本发明一种直接等径转角挤型模具一较佳实施例的立体结构示意图；

图2是所示ECAE模具组的的分解示意图。

附图中各部件的标记如下：1、压饼，2、挤锭，3、盛锭桶，4、ECAE模具组，5、模具一，6、模具二，7、模具三，8、模具四，51、通道一，61、通道二，71、通道三，81、通道四，9、通道一入口，10通道一出口，10’、通道二入口，11、通道二出口，11’、通道三入口，12、通道三出口，12’、通道四入口，13、通道四出口。

具体实施方式