专利名称：制备超细晶材料的往复挤压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种机械加工技术领域的装置，具体是一种制备超细晶 材料的往复挤压装置。
技术背景超细晶材料是集优异的强度与良好的塑韧性于一体的高性能结构材料。受航 空航天、交通运输、住宅建筑、机械电子和国防军工等国民经济支柱产业需求的 牵引，对高比强度、高比刚度等高性能结构材料的需求日益增加，发展超细晶材 料是开发与制备高比强度、高比刚度等高性能结构材料的重要方法之一。传统压 力加工技术可以在材料成型的同时细化组织、消除铸造缺陷，获得比铸态产品更 优异的力学性能，然而，传统工业采用的挤压、锻造、轧制等压力加工技术由于 每次加工的应变量没有达到一定的临界值，所以从诞生至今一直没有得到超细 晶。近10多年来，大塑性变形技术的研究表明，采用强烈的塑性变形就可以获 得亚微米、纳米级晶粒，在保持良好的塑韧性下，显著提高材料的强度。经对现有技术文献的检索发现，中国实用新型专利号ZL200420114966. X， 专利名称制备超细晶材料的C形等通道往复挤压模具，涉及利用往复挤压工艺 制备超细晶材料。该专利自述为"本专利具有C形等通道模腔的凹模，在上下模 腔分别安装一个冲头，在压力机的作用下，冲头挤压材料使其反复变形。"但是， 该专利所涉及的模具为左右分体式结构，在挤压过程中很容易产生飞边，变形抗 力增加，材料浪费严重，其次，该工艺必须在具有双缸的压力机上才能实现，而 目前国内大多数的压机为单缸压力机，因此限制了往复挤压工艺的工业化应用。发明内容本实用新型针对上述现有技术中的不足，提供了一种制备超细晶材料的往复 挤压装置，使其通过采用整体式凹模，消除飞边、降低挤压力，配套的底座使得 往复挤压在单缸压机上就能实现，整套装置结构简单，加工容易，实用面广。本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括上压杆、凹模、 下压杆、底座、垫块、縮颈区，其中凹模中间设有縮颈区，縮颈区将凹模分为 上模腔和下模腔，上压杆置于上膜腔中，凹膜放置在底座上，底座与凹模下膜腔 相对应位置设有一圆形通孔，下压杆置于底座的圆形通孔中，底座下端设置长槽， 垫块置于底座的长槽中。所述底座，其上表面设有定位凸台，用于固定凹模。所述定位突台，其尺寸与凹模相同。所述垫块，其长度比底座的长槽大。所述垫块，其一端设有拉手。本实用新型工作时，凹模在挤压前预热至要求温度在挤压过程中，温度根据 不同的坯料进行选择，待加工的坯料放入上模腔，在上压杆的作用下，坯料沿上 模腔进入縮颈区，继续挤压，坯料进入下模腔，当遇到下压杆的阻挡后，坯料发 生镦粗，直至上压杆接触到缩颈区，材料正好把下模腔充满，第一道次挤压结束， 然后将凹模上下翻转，下压杆变为上压杆，下模腔变为上模腔，重复上一道工序， 反复进行直至获得所需应变量后，将垫块和下压杆移走，将材料直接挤压出模具， 获得与缩颈区相同形状的超细晶材料。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果本实用新型通过采用整体 式凹模，消除飞边、降低挤压力；配套的底座使得往复挤压在单缸压机上就能实 现；本实用新型可以制备纯金属、合金、金属基复合材料、高分子材料等超细晶 材料，具有晶粒细化能力强，可将金属的晶粒尺寸细化到1微米以下，操作方便、 结构简单、实用性强、易于普及的优点。
图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明纵向半剖剖面图；图3为本发明往复挤压第二道次的结构图；图4为本发明往复挤压结束时结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护 范围不限于下述的实施例。本实施例所加工的坯料为AZ31镁合金4。如图l、图2所示，本实施例包括上压杆l、凹模2、下压杆3、底座6、 垫块7、縮颈区9，其中凹模2中间设有縮颈区9，縮颈区9将凹模2分为上 模腔和下模腔，上压杆l置于上膜腔中，凹膜2放置在底座6上，底座6与凹模 2下膜腔相对应位置设有一圆形通孔，下压杆3置于底座6的圆形通孔中，底座 6下端设置长槽6，垫块7置于底座6的长槽中。所述底座6，其上表面设有定位凸台5，用于固定凹模2。所述定位突台5，其尺寸与凹模2相同。所述垫块7，其长度比底座6的长槽大。所述垫块7，其一端设有拉手8。本实施例工作时，凹模2在挤压前预热至250°C，在挤压过程中，待加工AZ31 镁合金4放入上模腔，在上压杆1的作用下，AZ31镁合金4沿上模腔进入縮颈 区9，继续挤压，AZ31镁合金4进入下模腔，当遇到下压杆3的阻挡后，AZ31 镁合金4发生镦粗，直至上压杆1接触到縮颈区9， AZ31镁合金4正好把下模腔 充满，第一道次挤压结束，然后将凹模2上下翻转，下压杆3变为上压杆1，下 模腔变为上模腔，如图3所示，重复上一道工序，即完成第二道次，达到八道次 后将垫块7和下压杆3移走，将AZ31镁合金4直接挤压出模具，如图4所示， 获得平均晶粒尺寸为1微米的超细晶材料。本实施例通过采用整体式凹模，消除飞边、降低挤压力，配套的底座使得往 复挤压在单缸压机上就能实现，本实施例结构简单、操作方便、实用性强，制备 出的超晶粒材料细化能力强。
权利要求1、一种制备超细晶材料的往复挤压装置，包括上压杆、凹模、下压杆，其特征在于，还包括底座、垫块、缩颈区，其中凹模中间设有缩颈区，缩颈区将凹模分为上模腔和下模腔，上压杆置于上膜腔中，凹膜放置在底座上，底座与凹模下膜腔相对应位置设有一圆形通孔，下压杆置于底座的圆形通孔中，底座下端设置长槽，垫块置于底座的长槽中。
2、 根据权利要求l所述的制备超细晶材料的往复挤压装置，其特征是，所 述底座，其上表面设有定位凸台。
3、 根据权利要求2所述的制备超细晶材料的往复挤压装置，其特征是，所 述定位突台，其尺寸与凹模相同。
4、 根据权利要求l所述的制备超细晶材料的往复挤压装置，其特征是，所 述垫块，其长度大于底座的长槽。
5、 根据权利要求1或4所述的制备超细晶材料的往复挤压装置，其特征是，所述垫块，其一端设有拉手。
专利摘要一种材料加工技术领域的制备超细晶材料的往复挤压装置，包括上压杆、凹模、下压杆、底座、垫块、缩颈区，其中凹模中间设有缩颈区，缩颈区将凹模分为上模腔和下模腔，上压杆置于上膜腔中，凹膜放置在底座上，底座与凹模下膜腔相对应位置设有一圆形通孔，下压杆置于底座的圆形通孔中，底座下端设置长槽，垫块置于底座的长槽中。本实用新型晶粒细化能力强、结构简单、操作方便、实用性强、易于普及。
文档编号B21C25/02GK201088982SQ20072007552
公开日2008年7月23日 申请日期2007年10月18日 优先权日2007年10月18日
发明者林金保, 王渠东 申请人:上海交通大学