[发明专利]高性能金属板材的短流程挤压成形装置及方法

权利要求书

1.高性能金属板材的短流程挤压成形装置，其特征在于所述装置包括扭转机构（1）、凸模（2）、防打滑结构（2-1）、套筒（3）、局部约束环（5）、螺栓（6）、法兰（7）、底座（8）、环状限位块（9）或分体限位块（10），环状限位块（9）或分体限位块（10）设在底座（8）上，法兰（7）设在环状限位块（9）或分体限位块（10）上，套筒（3）设在法兰（7）内，套筒（3）外表面与法兰（7）内表面设有螺纹，局部约束环（5）设在坯料（4）底部，坯料（4）设在套筒（3）内，凸模（2）设在套筒（3）内，坯料（4）上方，扭转机构（1）设在凸模（2）上方，通过该装置将坏料（4）成形为圆形板件（4-1）或带状板件（4-2）。

2.根据权利要求1所述高性能金属板材的短流程挤压成形装置，其特征在于凸模（2）端部设计了防打滑结构（2-1）。

3.根据权利要求1所述高性能金属板材的短流程挤压成形装置，其特征在于通过在坯料（4）底部添加的局部约束环（5），可以在板材挤出成形过程中起到背压作用，使板材在成形过程中始终受到三向压应力。

4.根据权利要求1所述高性能金属板材的短流程挤压成形装置，其特征在于套筒（3）和法兰（7）通过螺纹相互连接，根据实际需要，可更换不同内径d或圆角R的套筒（3）满足多种尺寸坯料及变形比的要求。

5.根据权利要求1所述高性能金属板材的短流程挤压成形装置，其特征在于通过采用不同高度h的环状限位块（9）或分体限位块（10），挤出不同厚度的圆形板件（4-1）或带状板件（4-2）。

6.根据权利要求4或5所述高性能金属板材的短流程挤压成形装置，其特征在于通过更换不同内径d的套筒（3）和对环状限位块（9）或分体限位块（10）高度h的调整，可得到变形比的变化范围为5~100。

7.根据权利要求4所述高性能金属板材的短流程挤压成形装置，其特征在于套筒（3）的圆角R的变化范围为1~10mm。

8.一种采用权利要求1所述的装置制备高性能金属板材的短流程挤压成形方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：一、根据所制备板材形状尺寸及晶粒细化程度要求，选择不同高度h的环状限位块（9）或分体限位块（10）和不同内径d、不同圆角R的套筒（3），即得到相应的变形比；二、将螺栓（6）放进底座（8）的沉孔中，并将底座（8）和螺栓（6）一起放在压力机工作台上；三、将所选择的环状限位块（9）或分体限位块（10）上的螺栓孔对准螺栓（6）放在底座（8）上，将局部约束环（5）放在底座（8）的中心位置；四、将所选择的套筒（3）和法兰（7）用螺纹连接，保证套筒（3）与法兰（7）的工作平面水平，用螺栓（6）连接底座（8）和套筒（3）与法兰（7）的组合体；五、将坯料（4）放入套筒（3）中，并卡在局部约束环（5）中，然后将凸模（2）以及扭转机构（1）依次放入套筒（3）中；六、驱动扭转机构（1），让其带动凸模（2）做旋转运动；七、压力机缓慢下行，以一定的速度对扭转机构（1）施加载荷，坯料（4）顺次流入底部型腔直至完全挤出；八、迅速把扭转机构（1）与凸模（2）从套筒（3）中取出，将底座（8）和套筒（3）与法兰（7）的组合体分开，取出挤压制品。

9.根据权利要求8所述制备高性能金属板材的短流程挤压成形方法，其特征在于压力机下行加载速度范围为1~100mm/s。