专利名称：半连续等通道挤压试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属材料晶粒细化设备，更具体地说，涉及ー种半连续等通道挤压试验装置。
背景技术：
金属材料晶粒越细，其室温強度越高，而且韧性也同时提高。因此细化晶粒是控制金属材料组织的最重要、最基本的方法。细化晶粒的方法主要有利用相变和再结晶的热处理(或形变热处理)，钢液超速急冷，机械合金化(或机械碾磨)，超细粒子烧结，非晶晶体化，以及大塑性变形加工等方法。其中，近年来不断发展的通过使材料产生剧烈的塑性变形，从而达到组织细化的大塑性变形加工方法，具有将粗晶金属的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力，越来越受到企业及研究机构的关注。但现有的大塑性变形方法，如等径角挤压法 (Equal Channel Angular Extrusion,简称 ECAE),高压扭转法(High Pressure torsion,简称HPT),反复重叠压接法(Accumulative Roll-Bonding,简称ARB),以及循环挤压法(Cyclic Extrusion-Compression,简称CEC)等,大都存在着一些问题，比如模具要求高、寿命低、成本高，生产效率低，无法制备难以变形的材料，所制备的材料尺寸有限等等，一直是大塑性变形法需要突破的难点。另外，目前的细化方式大多都是对材料表面晶粒细化、或是必须在热塑性状态下进行变形细化晶粒、或是主要限于针对细圆棒、铝材等变形抗力相对较低的材料所进行的挤压试验，而挤压模具多采用驱动エ件穿过模具来完成塑性变形的模式，造成对模具要求高、无法制备如钢材等难以变形的材料。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供ー种半连续等通道挤压试验装置，能够对铝材、钢材、钛材、铜材等材料进行多个道次的挤压塑性变形，实现对材料的整体晶粒细化。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案该半连续等通道挤压试验装置包括上端敞ロ的壳体、以及设于壳体内的尾带压紧部件、模具下压紧部件、挤压模具和挤推部件，壳体ー侧设有带材进ロ，挤压模具包括相连的左楔体和右楔体，左楔体与壳体底部之间及左楔体与右楔体之间设有一水平上折的挤压通道，右楔体的前下端固设有ー楔形刀片；尾带压紧部件设于左楔体的左侧，模具下压紧部件设于整个挤压模具的上方，挤推部件连接设于右楔体的右側。所述的尾带压紧部件包括尾带压紧液压缸和压块，压块上端与尾带压紧液压缸下端相连，压块下端开有供试样通过的凹槽。所述的模具下压紧部件包括上挡板、上滑板和位移传感器，上挡板与壳体相连，上滑板设于上挡板下方并同时压紧左楔体和右楔体，位移传感器设于上滑板上，并正对右楔体。[0009]所述的上滑板下表面还开设有油槽。所述的挤推部件包括ー挤推液压缸，挤推液压缸一端与右楔体的右端面相连，另一端与壳体相固定。所述的左楔体和右楔体之间通过两根与挤推液压缸平行的快速拆装螺栓相连，并且快速拆装螺栓的另一端穿出壳体。所述的壳体底部还固设有用干与左楔体形成挤压通道的下滑板。在上述技术方案中，本实用新型的半连续等通道挤压试验装置包括上端敞ロ的壳体、以及设于壳体内的尾带压紧部件、模具下压紧部件、挤压模具和挤推部件，挤压模具包括相连的左楔体和右楔体，左楔体与壳体底部之间及左楔体与右楔体之间设有一水平上折的挤压通道，右楔体的前下端固设有ー楔形刀片。该挤压试验装置结构简单，操作方便，完全能够满足钢、铝、钛、铜等金属薄带的多道次大塑性变形研究。
图I是本实用新型的挤压试验装置的立体图；图2是本实用新型的尾带压紧部件的立体图；图3是本实用新型的挤压试验装置的立体分解图；图4是本实用新型的挤压模具的剖视图；图5a 图5e分别是本实用新型的挤压试验装置的工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进ー步说明本实用新型的技术方案。请參阅图I 图4所示，本实用新型的半连续等通道挤压试验装置10包括上端敞ロ的壳体11、以及设于壳体11内的尾带压紧部件12、模具下压紧部件13、挤压模具14和挤推部件15，壳体11 一侧设有带材进ロ，挤压模具14包括相连的左楔体141和右楔体142，左楔体141与壳体11底部之间及左楔体141与右楔体142之间设有一水平上折的挤压通道143，右楔体142的前下端固设有ー楔形刀片144 ;尾带压紧部件12设于左楔体141的左侦れ模具下压紧部件13设于整个挤压模具14的上方，挤推部件15连接设于右楔体142的右側。其中，所述的尾带压紧部件12包括尾带压紧液压缸121和压块122，压块122上端与尾带压紧液压缸121下端相连，压块122下端开有供试样通过的凹槽123，通过尾带压紧液压缸121能够驱动压块122下压住带材I尾部或上抬放开带材I尾部。所述的模具下压紧部件13包括上挡板131、上滑板132和位移传感器133，上挡板131与壳体11相连，上滑板132设于上挡板131下方并同时压紧左楔体141和右楔体142，起到始终对挤压模具14有一个下压力，当然也可采用加设液压缸来实现持续下压作用。而位移传感器133设于上滑板132上，并正对右楔体142，用于测量右楔体142的移动量。另外，所述的上滑板132下表面还开设有油槽，使其与挤压模具14上表面之间具有良好的润滑效果。所述的挤推部件15包括ー挤推液压缸151,挤推液压缸151 —端与右楔体142的右端面相连,另一端与壳体11相固定，通过挤推液压缸151能够驱动整个挤压模具14进行向左挤推或向右后移，从而实现带材I的前行和大塑性变形。所述的左楔体141和右楔体142之间是通过两根与挤推液压缸151平行的快速拆装螺栓152相连，该快速拆装螺栓152为加长型，其另一端延长至穿出壳体11，如此当拧动快速拆装螺栓152的穿出端，能够快速拆下左楔体141和右楔体142，从而便于将试验结束后残留于挤压模具14下部的一小截带材I尾部取出。所述的壳体11底部还可固设有用干与左楔体141形成挤压通道143的下滑板，带材I通过壳体11设于下滑板上进行挤压试验。请结合图5a 图5e所示，该挤压试验装置1010的工作原理如下初始状态时， 左楔体141左侧位于距压块122 —个微步长S的位置，该微步长S是接下来挤推液压缸151每次将要前后运动的行程，也是带材I毎次在挤压通道143内上折挤塑变形的长度。该微步长S应尽可能小，这样带材I不至于在压块122和左楔体141之间折弯。然后，将带材I头部从带材I进ロ进入挤压通道143并接触到折弯处。此时通过尾带压紧液压缸121驱动压块122下压住带材I尾部(见图5a)。然后，通过挤推液压缸151带动右楔体142及左楔体141进行整体向左推挤，通过楔形刀片144将静止的带材I头部挤压在挤压通道143的上折段内，实现其在折弯处产生塑性变形(见图5b)。再通过尾带压紧液压缸121驱动压块122松开带材I尾部，并通过挤推液压缸151带动右楔体142及左楔体141进行整体向右后退，此时带材I受カ也向右后退ー个微步长
S(由位移传感器133控制)，为下ー轮挤压变形作准备(见图5c)。往复循环上述推挤、后退步骤(图5d、图5e)，将带材I在挤压模具14内逐步挤出，直到剩下最后一段尾部留在左楔体1411内。本实用新型的挤压试验装置10是根据已申请的一种大塑性变形细化晶粒方法(申请号为201010132607. 7)的原理来设计的，通过该挤压试验装置10，能够对铝材或变形抗カ相对较高的钢材等各种材料进行室温环境下的整体晶粒细化，完全能够满足对材料的摩擦挤压大塑性变形机理研究。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.ー种半连续等通道挤压试验装置，其特征在干 包括上端敞ロ的壳体、以及设于壳体内的尾带压紧部件、模具下压紧部件、挤压模具和挤推部件，壳体ー侧设有带材进ロ，挤压模具包括相连的左楔体和右楔体，左楔体与壳体底部之间及左楔体与右楔体之间设有一水平上折的挤压通道，右楔体的前下端固设有ー楔形刀片；尾带压紧部件设于左楔体的左侧，模具下压紧部件设于整个挤压模具的上方，挤推部件连接设于右楔体的右側。
2.如权利要求I所述的半连续等通道挤压试验装置，其特征在于 所述的尾带压紧部件包括尾带压紧液压缸和压块，压块上端与尾带压紧液压缸下端相连，压块下端开有供试样通过的凹槽。
3.如权利要求I所述的半连续等通道挤压试验装置，其特征在于 所述的模具下压紧部件包括上挡板、上滑板和位移传感器，上挡板与壳体相连，上滑板设于上挡板下方并同时压紧左楔体和右楔体，位移传感器设于上滑板上，并正对右楔体。
4.如权利要求3所述的半连续等通道挤压试验装置，其特征在于 所述的上滑板下表面还开设有油槽。
5.如权利要求I所述的半连续等通道挤压试验装置，其特征在于 所述的挤推部件包括一挤推液压缸，挤推液压缸一端与右楔体的右端面相连，另一端与壳体相固定。
6.如权利要求5所述的半连续等通道挤压试验装置，其特征在于 所述的左楔体和右楔体之间通过两根与挤推液压缸平行的快速拆装螺栓相连，并且快速拆装螺栓的另一端穿出壳体。
7.如权利要求I所述的半连续等通道挤压试验装置，其特征在于 所述的壳体底部还固设有用干与左楔体形成挤压通道的下滑板。
专利摘要本实用新型公开了一种半连续等通道挤压试验装置，该试验装置包括上端敞口的壳体、以及设于壳体内的尾带压紧部件、模具下压紧部件、挤压模具和挤推部件，挤压模具包括相连的左楔体和右楔体，左楔体与壳体底部之间及左楔体与右楔体之间设有一水平上折的挤压通道，右楔体的前下端固设有一楔形刀片。该挤压试验装置结构简单，操作方便，完全能够满足钢、铝、钛、铜等金属薄带的多道次大塑性变形研究。
文档编号G01N3/12GK202433259SQ20112053496
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者张春伟, 朱健桦, 闫博 申请人:宝山钢铁股份有限公司