专利名称：镁合金棒材自加热挤压成型模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种镁合金棒材自加热挤压成型模具。
背景技术：
镁合金在实用金属中是最轻的金属，具有高强度、高刚性，传热性、电磁波屏蔽性、 机械加工性能、耐凹陷性和抗蠕变性能好，在汽车、电子、电器、交通、航天、航空和国防军事工业等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。但是，作为一种新兴材料，镁的现有使用状况远没有充分发挥它的潜在优势，镁合金在实际工业应用方面的发展远不及铝合金和钢铁工业。镁合金来变形时只有3个几何滑移系，其中独立滑移系只有2个，因此镁合金的室温塑性较低，即其冷变形是有限的。目前工程上镁合金成形加工主要采用压铸、半固态成形及触变成形等铸造加工技术，全世界范围内镁合金产品有90%以上是铸件，但是铸造镁合金存在晶粒粗大、力学性能较差、易产生缺陷等缺点。将镁合金铸锭通过锻造、挤压和轧制等塑性加工技术可以有效地改善镁合金的微观组织、消除铸造缺陷、提高材料的力学性能。热挤压加工与其他加工方法的不同点在于，变形在近似密闭的工具内进行，材料在变形过程中承受很高的静水压力，有利于消除铸锭中的夹渣、气孔、疏松和缩尾等缺陷， 提高材料的可成形性，使材料在一次成形中能承受较大的变形量，从而使产品的组织性能得到提高。所以热挤压加工有利于最大限度的发挥金属的塑性，生产灵活、工艺操作简单， 热挤压制品尺寸精确、表面质量高。通常镁合金的挤压是在大型挤压机或者压力机上进行， 并且需要加热和控温装置，比较适于应用在大尺寸挤压制品上，但是现有的挤压机不能很好的适应直径较小的镁合金棒材的加工，挤压力偏大、模具尺寸和结构相对复杂、操作工序较多，生产周期长，更换模具困难。
发明内容本实用新型的目的是针对上述存在的问题提供一种镁合金棒材自加热挤压成型模具，通过简单的换模和自加热，可加工出不同规格的直径较小的镁合金棒材。上述的目的通过以下的技术方案实现镁合金棒材自加热挤压成型模具，其组成包括下模座、上模座，所述的下模座连接下模，所述的下模座连接一组导柱，所述的导柱与所述的下模座过盈配合，所述的上模座分别连接上模、压头和一组导套，所述的上模和所述的上模座过盈配合，所述的上模和所述的压头间隙配合，所述的上模和所述的导套过盈配合，所述的上模与所述的下模之间通过锥面定位。所述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，所述的下模座与所述的上模座之间连接一组螺栓，所述的螺栓上套有弹簧和套筒。所述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，所述的上模和所述的下模外壁设有保温套，所述的保温套和所述的上模上设有贯通的不穿过上模内壁的测温孔，所述的上模、所述的下模和所述的压头分别具有加热孔。所述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，所述的下模的入模锥角度为60°，所述的下模的入口处采用半径为2 3mm的圆角过渡。有益效果1、采用本实用新型能够顺利加工直径d为φ圹30mm的镁合金棒材，生产成本低， 材料利用率高，坯料变形均勻，挤压力小，产品尺寸精度高，表面质量好。、本实用新型结构简单，省去传统的挤压筒结构，更换模具方便，成本低廉，使用寿命长。、本实用新型上模、下模和压头分别设置有加热孔，里面插入加热棒，对模具进行自加热，省去了额外的加热装置，并且避免了安装过程中的热量损失。并且在上模的外壁上套设有玻璃纤维保温套，防止挤压过程模具降温过快。为了掌握挤压过程模具的实际温度， 保温套和上模上设有贯通的接近上模内壁的测温孔，测温孔内插入测温设备(如便携式热电偶)实时测量模具的温度变化。、上模座和下模座上分别设有4根导套和导柱，还设有4个螺栓，螺栓上套有弹簧， 利用弹簧的弹性作用，上模座将模具带起，方便于更换下模。、为了利于金属流动，减小挤压力，提高模具寿命，下模的入模锥度角α采用 60 °，下模入口处采用半径为2mm的圆角过渡，定径带长度1选择6mm，型腔尺寸d为 4 30mmo
附图1是本实用新型的俯视图。附图2是附图1的A-A剖面图。附图3是下模的主视图，图中α为入模锥度角，d为型腔尺寸。附图4是下模的俯视图。
具体实施方式
实施例1 镁合金棒材自加热挤压成型模具，其组成包括下模座7、上模座3，所述的下模座连接下模9，所述的下模座连接一组导柱10，所述的导柱与所述的下模座过盈配合，所述的上模座分别连接上模2、压头14和一组导套12，所述的上模和所述的上模座过盈配合，所述的上模和所述的压头间隙配合，所述的上模和所述的导套过盈配合，所述的上模与所述的下模之间通过锥面定位。实施例2 上述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，所述的下模座与所述的上模座之间连接一组螺栓1，所述的螺栓上套有弹簧4和套筒6。实施例3 上述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，所述的上模和所述的下模外壁设有保温套13，所述的保温套和所述的上模上设有贯通的不穿过上模内壁的测温孔11，所述的上模、所述的下模和所述的压头分别具有加热孔5。实施例4 上述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，所述的下模的入模锥角度为60°，所述的下模的入口处采用半径为2 3mm的圆角过渡。本实用新型根据压力机吨位、制品规格、所允许挤压比范围等确定上模工作内径D 和外径Dl符合Dl/D=2. 0 2· 2。在上模2外壁上套设有玻璃纤维保温套13，防止挤压过程模具降温过快。为了掌握挤压过程模具的实际温度，保温套13和上模2上设有贯通的接近上模内壁的测温孔11， 测温孔内插入测温设备(如便携式热电偶)实时测量模具的温度变化。本实用新型下模9采用整体结构，见图3。为了利于金属流动，减小挤压力，提高模具寿命，下模的入模锥度角α采用60°，下模入口处采用半径为2mm的圆角过渡，定径带长度1选择6mm，型腔尺寸d为4 30讓。为了减小摩擦阻力，型腔下部导流孔15适当放大 2 4mmο本实用新型提供的成型模具可以在普通的立式液压机上使用。挤压完成后，松动螺栓1，压力机此时回程，利用弹簧4的弹性作用将压头14、上模2和上模座3弹起一定高度(下模9上的锥面高度即可)，卸下下模9。根据挤压棒的规格要求，通过简单的更换下模， 能够方便的挤压多种规格的棒材。本实用新型所述压头、上模和下模采用常用的3Cr2W8V模具钢材料制造，经过油淬和多次回火后硬度达到58飞0HRC。为了降低模具的成本，上模座和下模座等部分采用普通45钢制造。以下给出制备的具体实施例。实施例(本实施例为挤压直径为20mm的镁合金棒材)本实施例所用模具结构如图1所示，上模2内径为40mm，下模9型腔直径为20mm， 模具挤压过程如下(1)采用机加工将镁合金坯料车成直径为39. 9的圆柱体，将外表面均勻涂敷润滑剂；将上模2和下模9内壁清理干净后均勻涂敷润滑剂；将压头14表面清理干净后均勻涂敷润滑剂。(2)上模2通过过盈配合压入上模座3上，上模2和下模9通过锥面定位，将坯料 8装入上模2内，压头14压上坯料，用螺栓1将模具紧固。(3)将模具置于立式液压机工作台上。将加热棒5安装到压头14、上模2和下模 9中，通过温度控制仪给模具和坯料加热，加热到预定温度之后开动液压机，开始挤压。(4)引出挤压棒，松动螺栓1，压力机回程，此时利用弹簧4的弹性作用将压头14、 上模2和上模座3弹起一定高度(下模9上的锥面高度即可)，卸下下模9，清理模具，更换不同挤压比的下模以备后用。本实施例挤压过程中挤压力很小，最大挤压力只有200KN。获得的镁合金棒材表面光滑。
权利要求1.镁合金棒材自加热挤压成型模具，其组成包括下模座、上模座，其特征是所述的下模座连接下模座，所述的下模座连接一组导柱，所述的导柱与所述的下模座过盈配合，所述的上模座分别连接上模、压头和一组导套，所述的上模和所述的上模座过盈配合，所述的上模和所述的压头间隙配合，所述的上模和所述的导套过盈配合，所述的上模与所述的下模之间通过锥面定位。
2.根据权利要求1所述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，其特征是所述的下模座与所述的上模座的连接通过一组螺栓连接，所述的螺栓上套有弹簧和套筒。
3..根据权利要求1或2所述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，其特征是所述的上模和所述的下模外壁设有保温套，所述的保温套和所述的上模上设有贯通的不穿过上模内壁的测温孔，所述的上模、所述的下模和所述的压头分别具有加热孔。
4..根据权利要求1或2所述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，其特征是所述的下模的入模锥角度为60°，所述的下模的入口处采用半径为2 3mm的圆角过渡。
5..根据权利要求3所述的镁合金棒材自加热挤压成型模具，其特征是所述的下模的入模锥角度为60°，所述的下模的入口处采用半径为2 3mm的圆角过渡。
专利摘要镁合金棒材自加热挤压成型模具。现有的挤压机不能很好的适应直径较小的镁合金棒材的加工，挤压力偏大、模具尺寸和结构相对复杂、操作工序较多，生产周期长，更换模具困难。本实用新型的组成包括下模座(7)、上模座(3)，所述的下模座连接下模(9)，所述的下模座连接一组导柱(10)，所述的导柱与所述的下模座过盈配合，所述的上模座分别连接上模(2)、压头(14)和一组导套(12)，所述的上模和所述的上模座过盈配合，所述的上模和所述的压头间隙配合，所述的上模和所述的导套过盈配合，所述的上模与所述的下模之间通过锥面定位。本实用新型用于镁合金棒材自加热挤压成型。
文档编号B21C25/02GK202006226SQ20102066128
公开日2011年10月12日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者于彦东, 崔林林, 李彩霞, 李超 申请人:哈尔滨理工大学