[发明专利]一种滚动式高压扭转装置及方法

说明书

本发明公开了一种滚动式高压扭转装置，包括第一模具、第二模具和平模模具，第一模具、第二模具和平模模具均包括轴向滑动配合的上模和下模，上模上套设有上导套，下模上套设有下导套，下模用于放置板材；第一模具上模的底面固设有第一滚珠和第二滚珠，第一滚珠沿第二圆周和第四圆周分布，第二圆周和第四圆周的圆心及第二滚珠均位于第一模具上模的底面中心；第二模具上模的底面沿第一圆周、第三圆周和第五圆周固设有若干个第一滚珠；平模上模的底面上设置有凸台。一种滚动式高压扭转装置方法，从用第一模具、第二模具和平模模具依次对板材进行强变形。本发明能够避免材料在进行强变形时的打滑现象，提高了金属材料强变形的形变均匀性。

技术领域

本发明涉及金属加工设备技术领域，特别是涉及一种滚动式高压扭转装置及方法。

背景技术

对板材进行强变形是目前细化板材晶粒、优化板材性能的主流工艺，典型工艺有累积叠轧焊、传统高压扭转、限制模压法、反复折皱-压直法等，这些方法绝大部分都受到材料尺寸的限制，很难制备出大尺寸的制品，或者所制备的材料存在较强的各向异性。尤其传统高压扭转方法，金属材料在一定的压力和扭转角度变形后出现明显的打滑现象，即使继续加压也无法进一步对金属材料进行强变形。除此之外，当金属材料尺寸较大时，材料的流动性受到限制，而导致边缘部分变形较大，中心区域变形较小，整体板材的变形不均匀。

发明内容

本发明的目的是提供一种滚动式高压扭转装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，避免材料在进行强变形时的打滑现象，提高金属材料强变形的形变均匀性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种滚动式高压扭转装置，包括第一模具、第二模具和平模模具，所述第一模具、所述第二模具和所述平模模具均包括轴向滑动配合的上模和下模，所述上模上套设有上导套，所述下模上套设有下导套，所述下模用于放置板材；第一模具上模的底面固设有第一滚珠和第二滚珠，所述第一滚珠沿第二圆周和第四圆周分布，所述第二圆周和所述第四圆周的圆心及所述第二滚珠均位于所述第一模具上模的底面中心；第二模具上模的底面沿第一圆周、第三圆周和第五圆周固设有若干个所述第一滚珠，所述第一圆周、所述第三圆周和所述第五圆周的圆心均位于第二模具上模的底面中心，所述第一圆周、所述第二圆周、所述第三圆周、所述第四圆周及所述第五圆周的直径依次增大；平模上模的底面上设置有凸台。

优选的，所述第一模具上模、所述第二模具上模及所述平模上模及对应的所述上导套用于与压机的上活动横梁固定连接，第一模具下模、第二模具下模和平模下模及对应的所述下导套用于与压机的可旋转工作平台固定连接。

优选的，所述下模位于所述上模的正下方，所述上导套与上模间隙配合，所述下模与下导套间隙配合，且所述上导套底部的凸沿与所述下导套顶部的凸沿相互咬合，所述上模和所述下模均呈轴对称的圆柱形，所述上导套和所述下导套均呈轴对称的圆环形。

优选的，所述凸台的高度大于所述平模下模上的导套凸沿的厚度。

优选的，板材的初始厚度为t，板材的初始直径为D，所述第二滚珠的直径d₁=(0.20~0.25)D，所述第一滚珠的直径d₂=(0.08~0.12)D，所述第一圆周的直径Φ₁=(0.25~0.30)D，所述第二圆周的直径Φ₂=(0.40~0.45)D，所述第三圆周的直径Φ₃=(0.55~0.60)D，所述第四圆周的直径Φ₄=(0.70~0.75)D，所述第五圆周的直径Φ₅=(0.85~0.90)D，t≥0.1D。

优选的，所述第一圆周上均匀分布有4个所述第一滚珠，所述第二圆周和所述第三圆周上分别均匀分布有6个所述第一滚珠，所述第四圆周和所述第五圆周上均匀分布有8个所述第一滚珠。

本发明还提供一种基于上述滚动式高压扭转装置的滚动式高压扭转方法，包括以下步骤：