[发明专利]一种连续等径角挤压组合模具及挤压方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种挤压模具，特别是一种连续等径角挤压模具。本发明也涉及一种连续等径角挤压变形方法。

背景技术

超细晶材料因其独特的微观组织而具有优异的力学和物理性能,使其成为材料研究领域的热点之一。与其他制备块状超细晶材料的方法，如蒸发凝聚—原位冷压成型法、高能球磨法和非晶晶化法相比较，等径角挤压技术（equal channel angular pressing,ECAP）不但消除了冷压合成超细晶样品中存在的大量孔隙和研磨中的杂质，而且能制备出三维大尺寸的致密块状纳米材料。

基于连续挤压技术的等径角挤压不但具备ECAP的工艺特点,同时还有其它独特的优越性：1)工艺简单,可连续操作。连续等径角挤压变形是靠挤压轮与坯料之间的摩擦力来驱动,其操作不受最大行程的限制,可以不间断地连续变形。2)产品的长度不受限制，可满足大规模工业化生产的需要。

美国专利文件件US7152448中涉及了一种连续等径角挤压方法，申请号为02130881.0的中国专利专利文件中涉及了一种高聚物等径角连续挤压装置，申请号为200910183586.9的中国专利文件中涉及了一种基于多对轮驱动的制备高性能金属材料的等径角挤压制备方法，都涉及连续等径角挤压。但其挡料块与模具均为一体成本高，工艺复杂，且均未涉及挤压转角具体实现方式。此外美国专利文件US7152448，中国专利文件200910183586.9中所给的制备方法并不能提供背向压力，中国专利文件02130881.0中的技术方案对多道次挤压不利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提供背向压力、降低成本的连续等径角挤压组合模具。本发明的目的还在于提供一种简单易行，成本低，易于维护，适用于各种金属、合金及高聚物的连续等径角挤压方法。

本发明的连续等径角挤压组合模具包括腔体6、模具8，腔体带有挡料块和进料口，模具带有定径带孔，还包括内模具垫7、外模具垫9及紧固装置10，内模具垫位于模具内侧，外模具垫位于模具外侧，紧固装置安装于外模具垫外，内模具垫、外模具垫及紧固装置均带有内孔，进料口、定径带孔、内外模具垫及紧固装置上的内孔同心，内模具垫上的内孔为锥形孔，所述锥形孔的小孔径端与模具上的定径带孔相对，挡料块带有坡度，所述坡度的角度α为0°-45°。

本发明的连续等径角挤压组合模具还可以包括：

1、所述定径带孔为圆柱孔，内模具垫上的锥形柱孔为底面呈圆形的圆锥形柱孔，所述圆锥形柱孔的锥度为0°-45°，圆锥形柱孔的小孔径端的直径与定径带孔的直径相等，外模具垫及紧固装置上的内孔为直径大于或等于定径带孔的直径的圆柱孔。

2、所述定径带孔为正方柱孔，内模具垫上的锥形柱孔为底面呈正方形的正方锥形柱孔，所述正方锥形柱孔的锥度为0°-45°，正方锥形柱孔的小孔径端的边长与定径带孔的边长相等，外模具垫及紧固装置上的内孔为边长大于或等于定径带孔的变长的正方柱孔。

3、所述定径带孔为圆柱孔，内模具垫上的锥形柱孔为底面呈圆形的圆锥形柱孔，所述圆锥形柱孔的锥度为0°-45°，圆锥形柱孔的小孔径端的直径与定径带孔的直径相等，紧固装置上的内孔为直径大于或等于定径带孔的直径的圆柱孔，外模具垫上的内孔为底面呈圆形的圆锥形柱孔，所述圆锥形柱孔的锥度为0°-45°，圆锥形柱孔的大孔径端的直径与定径带孔的直径相等，圆锥形柱孔的大孔径端与模具上的定径带孔相对。

4、所述定径带孔为正方柱孔，内模具垫上的锥形柱孔为底面呈正方形的正方锥形柱孔，所述正方锥形柱孔的锥度为0°-45°，正方锥形柱孔的小孔径端的边长与定径带孔的边长相等，紧固装置上的内孔为边长大于或等于定径带孔的变长的正方柱孔，外模具垫上的内孔为底面呈正方形的正方锥形柱孔，所述正方锥形柱孔的锥度为0°-45°，正方锥形柱孔的大孔径端的边长与定径带孔的边长相等，正方锥形柱孔的大孔径端与模具上的定径带孔相对。

基于本发明的连续等径角挤压组合模具的挤压方法为：

（1）、将连续等径角挤压组合模具安装在等径角连续挤压装置上，加热坯料到指定温度；

（2）、在径角连续挤压装置的挤压轮旋转的状态下，将坯料放入挤压轮3的圆周方向的沟槽5中；

（3）、坯料经过压实轮2压下，在坯料和挤压轮沟槽5间的摩擦力驱动下沿圆周方向移动；

（4）、坯料前进到腔体6的挡料块后，进入挤压组合模具；

（5）、坯料进入内模具6，沿其锥度方向进入内模具垫7；

（6）、坯料通过模具8中的定径带定形；