所述模腔弯折一段2为一光滑过渡的等通道型腔，任意横截面均为边长为IOmm的正 方形，模腔弯折一段2的两个端面平行设置，上端面与模腔导入段1接触，下端面与模腔 弯折二段3接触，两个端面的中心点在垂直方向不重叠，模腔弯折一段2的垂直方向的长 度为6mm ; 所述模腔弯折二段3为一光滑过渡的等通道型腔，任意横截面均为边长为IOmm的正 方形，模腔弯折二段3的两个端面平行设置，上端面与模腔弯折一段2接触，下端面与模 腔导出段4接触，模腔弯折二段3的垂直方向的长度为6mm ; 所述模腔导出段4为一等通道型腔，任意横截面均为边长为IOmm的正方形，模腔导出 段4长度为25mm〇
[0026] 所述模腔导入段1和模腔导出段4均为四棱柱模腔，且二者的中心线同轴。
[0027] 本发明模具采用模具钢制作。
[0028] 所述模腔弯折一段2的两个正方形端面存在以下几何关系：将两端面投影到一 个平面内，两正方形各自的一条对角线共线，两正方形的中心点的连线长度为8mm。
[0029] 瓣模I 6和瓣模II 7依靠螺栓8连接定位固定组合成转角挤压通道，挤压杆5 位于转角挤压通道的模腔导入段1，可以自由进出模腔导入段1，挤压杆5与挤压动力结 构相连接，挤压动力结构为现有成熟技术。
[0030] 本发明提供了一种等通道转角挤压方法，采用上述模具，包括以下步骤： (1)将第一根加工还料放入模腔导入段1，在挤压杆5的作用下，第一根加工还料沿模 腔导入段1进入模腔弯折一段2 ; (2) 当第一根加工坯料完全进入模腔弯折一段2时，将第二根加工坯料放入模腔导入 段1，在挤压杆5的作用下，第二根加工坯料沿模腔导入段1进入模腔弯折一段2; (3) 当第二根加工坯料完全进入模腔弯折一段2时，第一根加工坯料从模腔导出段4 被挤出，完成第一根加工坯料的第一道次转角挤压变形； (4) 再将第一根加工坯料放入模腔导入段1，在挤压杆5的作用下，第一根加工坯料沿 模腔导入段1进入模腔弯折一段2,当第一根加工坯料完全进入模腔弯折一段2时，第二 根加工坯料从模腔导出段4被挤出，完成第二根加工坯料的第一道次转角挤压变形； (5) 再将第二根加工坯料放入模腔导入段1，在挤压杆5的作用下，第二根加工坯料沿 模腔导入段1进入模腔弯折一段2,当第二根加工坯料完全进入模腔弯折一段2时，第一 根加工坯料从模腔导出段4被挤出，完成第一根加工坯料的第二道次转角挤压变形； (6) 重复步骤（4)完成第二根加工坯料的第二道次转角挤压变形； (7) 重复步骤（5)完成第一根加工坯料的第三道次转角挤压变形。
[0031] 附图6给出了传统ECAP单元体变形段两正方形端面水平投影位置关系图。本实 施例与图6的变形相比，传统ECAP是发生端面的水平方向平移或者竖直方向平移，而本实 施例是发生端面的对角线平移，不仅有水平方向平移还有竖直方向的平移。
[0032] 本实施例对纯铜坯料分别完成1道次和3道次等通道转角挤压变形，图7给出了 纯铜等通道转角挤压变形前后的组织图，图7 (a)为变形前的组织图，图7 (b)为1道次变 形后的组织图，图7 (c)为3道次变形后的组织图。
[0033] 从图7 (a)与图7 (b)、7 (c)的对比来看，材料组织受到强烈的剪切变形，1道次， 晶粒被拉长成条带状，随着变形道次的增加，当达到3道次变形后晶粒得到了明显细化。
【主权项】
1. 一种等通道转角挤压模具，包括螺栓和瓣模，瓣模I和瓣模II在结合面完全贴合，两 个瓣模上分别对应设有螺栓孔，二者通过螺栓紧固；其特征在于：两个瓣模组合成的结构 中心为模具的挤压模腔，所述挤压模腔为转角挤压模腔，转角挤压模腔分为模腔导入段、模 腔弯折一段、模腔弯折二段、模腔导出段； 所述模腔导入段为一等通道型腔，任意横截面形状均为边长为a的正方形，模腔导入 段长度为5a~8a ; 所述模腔弯折一段为一光滑过渡的等通道型腔，任意横截面均为边长为a的正方 形，模腔弯折一段的两个端面平行设置，上端面与模腔导入段接触，下端面与模腔弯折 二段接触，两个端面的中心点在垂直方向不重叠，模腔弯折一段的垂直方向的长度为c， C-O. 5； 所述模腔弯折二段为一光滑过渡的等通道型腔，任意横截面均为边长为a的正方形， 模腔弯折二段的两个端面平行设置，上端面与模腔弯折一段接触，下端面与模腔导出段接 触，模腔弯折二段的垂直方向的长度为c，c=0. 5a~a ; 所述模腔导出段为一等通道型腔，任意横截面均为边长为a的正方形，模腔导出段长 度为2a~3a。2. 根据权利要求1所述的等通道转角挤压模具，其特征在于：所述模腔导入段和模腔 导出段均为四棱柱模腔，且二者的中心线同轴。3. 根据权利要求1所述的等通道转角挤压模具，其特征在于：所述模具采用模具钢制 作。4. 根据权利要求1所述的等通道转角挤压模具，其特征在于：所述模腔弯折一段的两 个正方形端面存在以下几何关系：将两端面投影到一个平面内，两正方形各自的一条对角 线共线，两正方形的中心点的连线长度为b，b= # 。5. -种等通道转角挤压方法，采用权利要求1~4任一项所述的模具，其特征在于：包括 以下步骤： (1) 将第一根加工坯料放入模腔导入段，在挤压杆的作用下，第一根加工坯料沿模腔导 入段进入模腔弯折一段； (2) 当第一根加工坯料完全进入模腔弯折一段时，将第二根加工坯料放入模腔导入段， 在挤压杆的作用下，第二根加工坯料沿模腔导入段进入模腔弯折一段； (3) 当第二根加工坯料完全进入模腔弯折一段时，第一根加工坯料从模腔导出段被挤 出，完成第一根加工坯料的第一道次转角挤压变形； (4) 再将第一根加工坯料放入模腔导入段，在挤压杆的作用下，第一根加工坯料沿模腔 导入段进入模腔弯折一段，当第一根加工坯料完全进入模腔弯折一段时，第二根加工坯料 从模腔导出段被挤出，完成第二根加工坯料的第一道次转角挤压变形； (5) 再将第二根加工坯料放入模腔导入段，在挤压杆的作用下，第二根加工坯料沿模腔 导入段进入模腔弯折一段，当第二根加工坯料完全进入模腔弯折一段时，第一根加工坯料 从模腔导出段被挤出，完成第一根加工坯料的第二道次转角挤压变形； (6) 重复步骤（4)完成第二根加工坯料的第二道次转角挤压变形； (7) 重复步骤（5)完成第一根加工坯料的第三道次转角挤压变形； (8)依次重复步骤（4)和（5)，完成两根加工坯料的多道次转角挤压变形。6.根据权利要求5所述的等通道转角挤压方法，其特征在于：所述加工坯料的横截面 为边长为a的正方形，加工坯料的长度比模腔导入段的长度少a~2a。
【专利摘要】本发明公开了一种等通道转角挤压模具及方法，属于金属材料加工领域。本发明的等通道转角挤压模具为等通道转角挤压模腔，转角挤压模腔分为模腔导入段、模腔弯折一段、模腔弯折二段、模腔导出段；采用本发明方法制备的坯料可进行多道次挤压变形，获得无限大的应变，得到超细晶坯料，以改善坯料的性能。
【IPC分类】B21C25/02, B21C23/00
【公开号】CN104889189
【申请号】CN201510301360
【发明人】汪程鹏, 王文先, 曹晓卿, 池成忠, 林飞
【申请人】太原理工大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月5日