[发明专利]电脉冲辅助热挤压成形装置及成形方法

说明书

本发明公开了一种电脉冲辅助热挤压成形装置及成形方法。本发明的电脉冲辅助热挤压成形装置采用温度、压力及脉冲电流对金属坯料共同作用，使金属坯料发生挤压塑性变形，与现有的热挤压成形装置相比，本发明的电脉冲辅助热挤压成形装置能够降低成形压力，减少挤压模具的磨损，降低设备吨位需求；挤出型材的晶粒细化，第二相析出物更加细小、弥散分布，并且挤出型材的力学性能和表面光洁度提高。本发明的电脉冲辅助热挤压成形方法通过选择合适的温度参数、挤压速度参数以及电脉冲参数，能够显著降低成形压力，细化晶粒，提升产品质量。

技术领域

本发明涉及金属热挤压成形领域，具体而言，涉及一种电脉冲辅助热挤压成形装置及成形方法。

背景技术

挤压成形是塑性加工领域中一项重要的成形工艺技术，是对放在模具模腔(或挤压筒)内的金属坯料施加强大压力，迫使金属坯料产生定向塑性变形，从挤压模具的模孔中挤出而获得所需断面形状、尺寸并具有一定力学性能的零件或半成品的塑性加工方法。通过金属塑性变形的微观机理可知，塑性变形的实质是大量位错的产生和运动，由于位错的运动和相互间的作用，在室温塑性变形中将产生位错的缠结和位错与第二相及晶体缺陷的反应等现象，从而阻碍位错的运动，形成加工硬化，使得塑性变形难以继续。因此，对金属坯料采用热挤压成形的技术，将金属坯料加热到一定温度进行挤压，这样，借助于高温条件下金属坯料塑性好的特点，对金属进行各种挤压成形。

镁合金是最轻的金属结构材料，其密度仅相当于普通铝合金的2/3，具有比强度和比刚度高，良好的散热性、降噪减振性和电磁屏蔽性，可回收再生等优点，在缓解能源、环保、安全三大世界难题上具有特有的优势。与铸造镁合金相比，镁合金经过挤压后，晶粒得到大幅度细化，析出物尺寸更小且分布更为均匀，具有优良的强度、硬度、塑韧性等综合力学性能。此外，挤压工艺比较灵活，可生产各种板材、管材、棒材和复杂截面型材，产品的尺寸精度高、表面质量好。

镁合金为密排六方晶格结构，室温下只有{0001}基面产生滑移，随温度的上升{10-10}和{10-12}锥面相继滑移，塑性得到一定的提高，此外，镁合金材料具有流动性较差，变形温度区间较窄，对挤压速度和挤压温度等因素非常敏感，控制不当极易引起挤出型材的开裂、氧化、燃烧等问题，并且镁合金在热挤压过程中会产生强烈的{0001}基面织构，该变形织构将严重降低镁合金的成形性能，并加剧镁合金型材的各向异性，由于镁合金的挤压成形难度很大，因此需要针对镁合金塑性变形特点，设计开发适合镁合金型材的优质高效挤压成形技术。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电脉冲辅助热挤压成形装置，采用高能脉冲电流辅助金属成形，能够降低金属坯料的成形压力，细化挤出型材的晶粒组织，提升挤出型材的力学性能。

本发明的目的还在于提出一种电脉冲辅助热挤压成形方法，通过选择合适的温度参数、挤压速度参数以及电脉冲参数，能够显著降低成形压力，细化晶粒，提升产品质量。

为实现以上目的，本发明提供一种电脉冲辅助热挤压成形装置，包括：挤压筒、用于支撑所述挤压筒的支撑板以及脉冲电源；

所述挤压筒上设有相对设置并且底部相贯通的进料槽与挤压成形槽，所述挤压成形槽的开口朝向所述支撑板设置；所述挤压成形槽内设有挤压模具，所述挤压模具具有进料口与出料口，所述支撑板上设有挤出型材出口，所述进料口与所述进料槽的底部相贯通，所述出料口与所述支撑板上的挤出型材出口相贯通；

所述挤压筒、所述挤压模具以及所述支撑板均具有导电特性，所述脉冲电源的两极分别与所述挤压筒和所述支撑板电性相连，所述挤压模具和所述支撑板均与所述挤压筒之间电性绝缘，并且所述挤压模具与所述支撑板之间电性连接。

可选的，所述进料槽用于容置金属坯料，所述进料槽内设有挤压杆，所述挤压杆用于对所述金属坯料进行挤压，所述挤压杆与压力机相连。

可选的，所述进料槽内还设有挤压垫，所述挤压垫设于所述挤压杆与所述金属坯料之间。