[实用新型]一种多功能挤压模具结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于轻质合金型材挤压成形的多功能挤压模具，特别是涉及一种多功能挤压模具结构。

背景技术

复合材料构件在性能上互相取长补短，可充分发挥各种材料的优势，成为现代工业的关注焦点。目前，搅拌摩擦焊、线性摩擦焊、扩散焊以及超声波焊等固态焊接技术成为制造复合材料构件(如铝锂合金、铝合金、镁合金、铜合金等多种材料所组成的复合板材、棒材、空心构件)的重要方法。在采用固态焊接技术制造复合材料构件的过程中，由于待焊合表面污染物或氧化物的存在以及焊缝区域孔洞、夹渣和软化区域的出现，常常导致焊接接头力学性能下降。

热挤压工艺可将塑性成形和固态焊接技术结合为一体用于制造多种材料复合板材、棒材以及空心型材。相比于采用固态焊接技术，采用热挤压工艺可显著缩短产品生产周期。目前，采用热挤压成形工艺制备复合板材和棒材的常用方法是将挤压坯料制造为复合坯料，然后通过挤压成形为产品。该种方法或是不能消除复合坯料内部界面上的污染物或氧化物，从而不能保证最终挤压产品的质量；或是复合坯料的制备工艺较为复杂，工艺参数调控困难。采用多坯料挤压技术是制造复合金属板材、棒材以及空心型材等构件的理想方法，但目前采用多坯料挤压工艺制造复合材料构件仍然面临三个方面的技术难题：一是由于不同材料流变应力的差异，材料的流变行为更为复杂且难以调控，因此复合材料构件的焊缝形状及分布位置难以保证；二是由于不同材料熔点、热导率、线胀系数、延展性、晶体结构以及晶格常数等的差异，实现复合材料构件的挤压焊合较为困难，因此复合材料构件的焊合界面性能难以保证；三是复合材料结构焊合界面容易形成金属间化合物，固态焊合时间和温度以及焊合界面两侧金属化学成分的差异均会影响焊合界面上金属间化合物的种类和结构，因此在复合材料型材挤压过程中，调控复合材料型材界面结构和性能也极为复杂。由上述分析可知，在采用多坯料挤压工艺制备复合材料构件的过程中，多种材料的体积分配以及异种材料的挤压焊合机理与界面性能调控是亟待解决的关键技术问题，是众多工程技术人员和研究者共同关注的焦点。目前，仍然缺乏一种可灵活调控各材料的体积分配、固态焊合条件、挤压产品的截面形状等技术参数，并适用于制造复合空心型材、棒材和板材以及研究异种材料的挤压焊合机理和界面性能的多功能挤压模具及方法。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种多功能挤压模具结构，该结构可灵活调控各材料的体积分配、固态焊合条件、挤压产品的截面形状等技术参数，尤其适用于制造复合空心型材、棒材和板材以及研究同种或异种材料的挤压焊合机理和界面性能。

一种多功能挤压模具结构的具体方案如下：

一种多功能挤压模具结构，包括：

盛料器，其内设有空腔，空腔底部中空设置，通过调整空腔的体积大小可调控各材料的体积分配；

多孔盘，多孔盘内设有用于容纳盛料器的开孔；

挤压棒，挤压棒用于挤压盛料器内原料；

第一模具，设于多孔盘的下方；

第二模具，高度可调设于第一模具的下方，第一模具与第二模具均中空设置；

第三模具，设于第二模具的下方，且第三模具内设有工作带；

模芯，设于三个模具的中心，且模芯包括用于成形空心型材的成型模块。

因为多孔盘是设有多个开孔且每个开孔内可放置不同规格的盛料器可根据要求设置具有不同空腔体积的盛料器并在不同盛料器中分别设置不同材料，灵活调控材料的不同体积分配，在该模具结构中，材料从盛料器在挤压棒的作用下进入到第一模具和第二模具中，通过模芯的设置成型，通过调控第二模具的高度，可调控固态焊合过程中材料的流动行为、应力应变状态、焊合压力和焊合时间等固态焊合条件，并拓宽模具结构的应用范围。

所述模芯还包括用于隔挡从盛料器中流出的金属以限定焊合线在挤出型材横截面上的分布位置的分流模块和用于调整模芯高度的调位模块，分流模块设于模芯的顶部，调位模块设于分流模块与成型模块之间，分流模块还可限定焊合线在挤出型材横截面上的分布位置。

所述分流模块包括两个交叉设置分流长臂，分流长臂外端侧与第一模具的定位槽配合。

所述模芯通过紧固件与多孔盘连接，紧固件为螺栓，多孔盘为多孔圆盘，开孔为锥形孔，以对盛料器起到一个紧固作用，盛料器为圆锥体，其中部存在空腔，用于放置坯料、调控材料体积以及去除坯料表面污染物或氧化物，从而获得新鲜金属。