專利名稱：一種制備超細(xì)晶塊體材料的倒t形擠壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模具，尤其是一種倒T形大塑性變形擠壓模具，用于制備超 細(xì)晶塊體材料的模具。
背景技術(shù)：
大塑性變形技術(shù)(簡稱SPD)具有強(qiáng)烈的晶粒細(xì)化作用，可以直接將材料的內(nèi)部組 織細(xì)化到亞微米乃至納米級，已被國際材料學(xué)界公認(rèn)為是制備塊體超細(xì)晶材料的最有前途 的方法。最近幾年大塑性變形技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，主要有等徑角擠壓法(ECAP)、高壓 扭轉(zhuǎn)(HPT)、往復(fù)擠壓(CEC)、累積軋制(ARB)等。其中等徑角擠壓法發(fā)展最為迅猛，同其它 大塑性變形方法相比，等徑角擠壓法可較容易地實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)變形，試樣在變形過程中承 受嚴(yán)重的純剪切應(yīng)變，使試樣在斷面形狀和尺寸不改變的情況下獲得大塑性變形，從而使 組織細(xì)化到亞微米甚至納米數(shù)量級，且得到的是致密，無污染的塊體超細(xì)晶材料。同時(shí)，調(diào) 整剪切面和剪切方向可以獲得不同的結(jié)構(gòu)和組織。 但是在現(xiàn)有技術(shù)中，由于模具通常采用單邊轉(zhuǎn)角擠壓，道次擠壓變形量小，往往需 要進(jìn)行五道次甚至更多道次才能累積足夠的變形量，變形效率低，同時(shí)進(jìn)行多道次擠壓尾 料切除量大，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)，克服現(xiàn)有技術(shù)變形效率低、道次擠壓變形 量小的缺陷，提供一種制備超細(xì)晶塊體材料的倒T形擠壓模具，使其具有道次擠壓變形量 大、利用極少道次就能達(dá)到大的變形量、晶粒細(xì)化能力強(qiáng)、操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、可反復(fù)擠壓 的優(yōu)點(diǎn)。 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)法案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括上模、下模、模套、擠壓 桿；沿分模面將模具分為上模、下模，上模、下模緊密結(jié)合放入模套內(nèi)，(沿分模面形成的) 上模垂直通道與下模水平通道構(gòu)成倒T形擠壓通道，且上模垂直通道與下模水平通道橫截 面面積相等、形狀相同，形狀為方形。坯料和擠壓桿從上模垂直通道放入，擠壓桿截面設(shè)計(jì) 為方形(也可為圓形)，為保證擠壓桿在擠壓時(shí)不產(chǎn)生應(yīng)力集中而損害擠壓桿，保證擠壓桿 在工作時(shí)的穩(wěn)定，將其末端設(shè)計(jì)為階梯狀。 本實(shí)用新型采用模具鋼制作倒T形擠壓模具，上、下模受力狀況是本模具設(shè)計(jì)考 慮的主要因素。為了使坯料易于放入擠壓通道，一般坯料的寬度總比通道寬度略小。擠壓 開始時(shí)，坯料先鐓粗，逐漸與模壁接觸，擠壓繼續(xù)進(jìn)行，通道內(nèi)壁則受到強(qiáng)烈的材料變形力 擠壓，因此需要保證模具具有高強(qiáng)度。傳統(tǒng)模具在擠壓過程中，由緊固螺栓承受變形力。本 模具設(shè)計(jì)為橫向兩瓣式，沿分模面將模具分為上模和下模，上模保持?jǐn)D壓通道的完整性，改 變了模具的受力方式.變形力主要由完整的擠壓通道承受。擠壓桿截面外形為方形(或圓 形)，末端為階梯狀，其高度由坯料的長短確定。 本實(shí)用新型的技術(shù)核心在于上模和下模合攏在一起形成倒T形擠壓通道。在擠壓過程中，坯料在擠壓桿的作用下，從上模垂直通道向下擠壓，到達(dá)上模垂直通道與下模水 平通道的交接處，材料發(fā)生剪切變形，由于材料是在水平方向上向兩邊流動(dòng)，形成兩個(gè)剪切 面，對坯料產(chǎn)生較大的塑性變形。當(dāng)擠壓桿階梯臺與上模凸起的方形凸臺相接觸，擠壓過程 結(jié)束。擠壓結(jié)束后坯料停留在下模水平通道中。脫模時(shí)，利用壓力機(jī)回程力將擠壓桿拔出， 上下模分離，將坯料取出。完成一次擠壓，可旋轉(zhuǎn)工件放入上模垂直通道重復(fù)以上過程，配 合熱處理實(shí)現(xiàn)多道次大塑性變形，通過回復(fù)再結(jié)晶工藝得到細(xì)小均勻的晶粒。 本實(shí)用新型道次變形量大，變形效率高，具有顯著的晶粒細(xì)化效果，金屬型模具結(jié) 構(gòu)簡單，加工容易，適用面廣，節(jié)省材料，降低成本。

圖1為本實(shí)用新型的倒T形擠壓模具結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的擠壓桿示意圖。 圖中，1-上模，2-下模，3-模套，4-擠壓桿。
具體實(shí)施方式如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型包括上模1、下模2、模套3、擠壓桿4。沿分模面 將模具分為上模1、下模2。上模1、下模2緊密結(jié)合放入模套3內(nèi)，沿分模面形成的上模垂 直通道與下模水平通道構(gòu)成倒T形擠壓通道，且上模垂直通道與下模水平通道橫截面面積 相等、形狀相同，形狀為方形。坯料和擠壓桿4從上模垂直通道放入，擠壓桿4截面設(shè)計(jì)為 方形(也可為圓形)，末端設(shè)計(jì)為階梯狀。
權(quán)利要求一種制備超細(xì)晶塊體材料的倒T形擠壓模具，其特征在于由上模(1)、下模(2)、模套(3)、擠壓桿(4)構(gòu)成；沿分模面將模具分為上模(1)、下模(2)，上模(1)、下模(2)緊密結(jié)合放入模套(3)內(nèi)，上模垂直通道與下模水平通道形成倒T形擠壓通道，擠壓桿(4)從上模垂直通道放入。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細(xì)晶塊體材料的倒T形擠壓模具，其特征是上模垂直 通道和下模水平通道的橫截面形狀相同、面積相等，形狀為方形，模具為橫向兩瓣式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細(xì)晶塊體材料的倒T形擠壓模具，其特征是擠壓桿 (4)截面設(shè)計(jì)為方形或圓形，其末端為階梯狀。
專利摘要本實(shí)用新型是一種制備超細(xì)晶塊體材料的倒T形擠壓模具。由上模(1)、下模(2)、模套(3)、擠壓桿(4)組成。沿分模面將模具分為上模(1)、下模(2)，上模(1)、下模(2)緊密結(jié)合放入模套(3)內(nèi)，上模垂直通道與下模水平通道形成倒T形擠壓通道，且上模垂直通道與下模水平通道的橫截面形狀相同、面積相等，形狀為方形。坯料和擠壓桿(4)從上模垂直通道放入，擠壓桿(4)截面設(shè)計(jì)為方形(也可為圓形)，為保證擠壓桿在擠壓時(shí)不產(chǎn)生應(yīng)力集中而損害擠壓桿，保證擠壓桿工作時(shí)的穩(wěn)定，將其末端設(shè)計(jì)為階梯狀。本實(shí)用新型道次變形量大，變形效率高，利用極少道次就能達(dá)到大的變形量，具有顯著的晶粒細(xì)化效果，金屬型模具結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，適用面廣，節(jié)省材料，降低成本。
文檔編號B21C25/02GK201543670SQ200920253790
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者史慶南, 王效琪, 肖瀟, 起華榮 申請人:昆明理工大學(xué)