本发明涉及到金属材料加工领域，具体涉及到一种半固态连续挤压成形装置及其形成方法。
背景技术：
目前，连续挤压技术（conform）已经发展的比较成熟，主要用于有色金属型材的连续挤压生产。conform的原材料多为固态杆料，固态杆料变形抗力大，往往需要预加热处理，造成产品加工工序繁琐、导致产品生产成本高等问题。
技术实现要素：
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种半固态连续挤压成形装置及其形成方法，解决了现有技术中连续挤压工序繁琐的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种半固态连续挤压成形装置，主要包括：挤压轮、模腔、半固态制备装置、传输管；其特征在于：所述模腔外形呈超过四分之一圆弧形，与挤压轮相配合，并形成封闭的空间，模腔一端开有进料口，模腔另一端设有出料口且出料口上安装有模具，进料口的轴线与出料口的轴线相互垂直，且两轴线均通过挤压轮的圆心，挤压轮上设置有轮槽，模腔两端处分别设有与挤压轮轮槽相配合的第一堵头和第二堵头；所述半固态浆料通过传输管从半固态制备装置注入模腔与挤压轮构成的封闭的空间内；所述挤压轮设有冷却通道。
作为一种优选方案，所述半固态制造装置的工作方式为机械振动方式或机械搅拌方式或电磁搅拌方式或超声波振动方式或在液态金属中加入异质形核介质方式。
作为一种优选方案，所述半固态浆料为高合金金属或纯金属。
作为一种优选方案，所述挤压轮采用循环冷却介质冷却，使挤压轮表面温度控制在0.5-0.85t，t为挤压金属的熔点。
作为一种优选方案，所述传输管的温度控制在液相线与固相线之间。
作为一种优选方案，所述半固态传输为压力传输，压力靠电机提供。
作为一种优选方案，所述模腔上设有弧形的凹槽，凹槽与挤压轮上的轮槽配合，构成从进料口到出料口逐渐减小的封闭空间。
作为一种优选方案，所述弧形凹槽的弧度大于π/4
一种半固态连续挤压成形方法，其特征在于：包括如下步骤：
利用半固态制造装置制造半固态浆料；
将制备好的半固态浆料依次通过传输管、模腔进料口加入连续挤压的挤压轮轮槽与呈超过四分之一圆弧形的模腔形成的封闭空间内；
半固态浆料在封闭空间内冷却、形核、长大、凝固，形成凝固后金属的坯料同时受到挤压力的作用；
冷却凝固后金属的坯料在半封闭空间内受到来自挤压轮有利的摩擦力的作用，使坯料堆积在封闭空间内形成挤压力，在挤压力的作用下通过出料口后进入挤压腔，然后通过模具成形为产品。
作为一种优选方案，所述方法成形的产品为杆材或板材或型材或管材或中空的型材。
本发明有益效果：
（1）半固态坯料直接作为连续挤压的原材料，为液态直接成形方法。与传统的固态原材料相比，减少了固态坯料的制造步骤，具有短流程、节能环保、加工效率高等优点；
（2）原料采用半固态浆料，内部含有大量的异质形核基体，促进半固态浆料大量形核，有利于获得细小等轴晶组织的产品，提高产品的力学性能；
（3）半固态浆料凝固后，处于较高温度，变形抗力小，有利于挤出成形，对模具、设备、动力要求低；
（4）半固态制浆技术成熟，采用专业的制浆设备制造浆料供给连续挤压设备，有利于实现工业化；
（5）由于变形抗力小，可用于高合金难成行材料的制备；
（6）半固态加入密封的空间内，不会流失，材料利用率高；
（7）半固态靠管道传输，操作方便，易于控制；
（8）生产连续进行，产品外形紧仅受控于模具，可通过改变模具来得到不同的产品，设备适应性强。
（9）采用该连续挤压装置，使得连续挤压工序简单、能够有效地降低连续挤压工艺的成本。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明的俯视图。
图4是图3的剖视图。
图5是模腔的立体结构示意图。
图6是模腔的主视图。
图7是模腔的俯视图。
图8是模腔的左视图。
图9图7的剖视图。
图1至图9中的附图标记为1-挤压轮；2-冷却通道；3-模腔；5-模具；6-封闭空间；7-半固态浆料；8-凝固后金属；9-产品；10-半固态制造装置；11-传输管；20-第一堵头；21-第二堵头；22-模具安装位置；23-进料口；24-出料口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1至图9所示，一种半固态连续挤压成形装置，主要包括：挤压轮1、模腔3、半固态制备装置10、传输管11；所述模腔3外形呈超过四分之一圆弧形，与挤压轮1相配合，并形成封闭空间6，模腔一端开有进料口23，模腔另一端设有出料口24且出料口上安装有模具5，进料口的轴线与出料口的轴线相互垂直，且两轴线均通过挤压轮的圆心，挤压轮上设置有轮槽，模腔两端处分别设有与挤压轮轮槽相配合的第一堵头20和第二堵头21；所述半固态浆料通过传输管从半固态制备装置注入模腔与挤压轮构成的封闭空间6内；所述挤压轮设有冷却通道2。
本发明出料口出设置有模具安装位置22，模具安装位置22上安装有模具5。
作为一种优选方案，所述半固态制造装置的工作方式为机械振动方式或机械搅拌方式或电磁搅拌方式或超声波振动方式或在液态金属中加入异质形核介质方式。
作为一种优选方案，所述半固态浆料为高合金金属或纯金属。
作为一种优选方案，所述挤压轮采用循环冷却介质冷却，使挤压轮表面温度控制在0.5-0.85t，t为挤压金属的熔点。
作为一种优选方案，所述传输管的温度控制在液相线与固相线之间。
作为一种优选方案，所述半固态传输为压力传输，压力靠电机提供。
作为一种优选方案，所述模腔上设有弧形的凹槽，凹槽与挤压轮上的轮槽配合，构成从进料口到出料口逐渐减小的封闭空间。
一种半固态连续挤压成形方法，包括如下步骤：
利用半固态制造装置制造半固态浆料；
将制备好的半固态浆料依次通过传输管、模腔进料口加入连续挤压的挤压轮轮槽与呈超过四分之一圆弧形的模腔形成的封闭空间内；
半固态浆料在封闭空间内冷却、形核、长大、凝固，形成凝固后金属的坯料同时受到挤压力的作用；
冷却凝固后金属的坯料在半封闭空间内受到来自挤压轮有利的摩擦力的作用，使坯料堆积在封闭空间内形成挤压力，在挤压力的作用下通过出料口后进入挤压腔，然后通过模具成形为产品。
作为一种优选方案，所述方法成形的产品为杆材或板材或型材或管材或中空的型材。
如图4所示，本发明从半固态浆料7形成凝固后金属8过程后最终产品9。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。