专利名称：一种搅拌分流模具和应用搅拌分流模具挤压型材的方法
技术领域：
本发明涉及一种分流模具，特别涉及一种搅拌分流模具和应用搅拌分流模具挤压型材的方法。
背景技术：
专利号为200810195635. 6新型铝圆管扇形分流孔螺旋桥热挤压模具的发明专利中公布了一种新型铝圆管扇形分流孔螺旋桥热挤压模具，主要用于铝圆管型材的热挤压。由上模和下模前后叠加而成，所述上模进料面周向呈螺旋状均布有五个分流桥，五个分流桥之间形成五个分流孔，所述五个分流孔横截面全部做成扇形状，所述五个分流桥全部采用向同一边倒角的分流桥，所述下模进料面设置有焊合室，该焊合室横截面呈圆形，该焊合室的型腔工作带长度为2. 5 3. 0_。此发明可以用正向挤压机来挤压无缝圆管铝型材。但是此热挤压模具实际上只不过是把原来的与挤压方向平行的直焊缝变成了螺旋状焊缝，并未真正消除焊缝。专利号为201110148219. 2搅拌摩擦焊接复合挤压制备高性能微/纳米块体技术的发明专利中公布了搅拌摩擦焊接复合挤压制备高性能微/纳米块体技术。在摩擦搅拌焊接中，由于搅拌头在旋转的同时对变形材料施加了较大的正压力，类似于是高压扭转变形，因此通过搅拌摩擦焊的焊接，焊缝处材料已经经历了一次剧烈变形，晶粒得到初步细化，尤其焊缝下部是细小的等轴晶粒。在此基础上，考虑到搅拌摩擦焊金属以垂直板材方向为轴的轴对称金属流动特征，取焊缝附近材料为挤压变形坯料，以焊接方向为挤压方向进行扭转挤压剧烈塑性成形，由于挤压变形方向与摩擦焊的挤压方向互相垂直，利用两种变形金属流动的互补性细化晶粒，改善组织，制备高质量微纳米多晶体块体。但是此技术并不是在挤压模具型腔内同时即搅拌摩擦又挤压，只能用于生产小块微米/纳米材料，无法应用于工业上的大批量挤压型材生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够大幅度提高空心挤压型材的焊缝质量，使焊合室内的挤压坯料的组织及性能更加均匀稳定的搅拌分流模具和应用搅拌分流模具挤压型材的方法。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种搅拌分流模具，包括上模，下模和至少一个搅拌头，所述上模的坯料入口处有至少两个分流孔，所述上模与下模之间所形成的空腔为焊合室，所述搅拌头的首部径向插入所述焊合室内部，所述搅拌头用于对焊合室内的坯料进行搅拌。本发明的有益效果是在焊合室内部设置有搅拌头，能够大幅提高焊缝的质量；能够使焊合室内的金属组织更加均匀稳定；能够生产出对焊缝质量要求高的复杂截面空心型材；能够降低空心型材的挤压力。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述搅拌头的外轮廓形状包括圆柱形，圆锥形，带轴肩的圆柱形和带轴肩的圆锥形。进一步，所述搅拌头的横截面形状包括圆形、正方形、长方形、三角形和麻花钻头截面。进一步，所述搅拌头的接触坯料的外表面上，设置有半球形凸起、圆环突起、螺纹型突起和/或辐条形突起。采用上述进一步方案的有益效果是根据不同挤压坯料、不同挤压工艺参数设置不同形状的搅拌头，有利于提高焊缝质量。进一步，所述分流孔的数量为两个。采用上述进一步方案的有益效果是可应用于含有一个分流桥的情况。进一步，所述分流孔的数量为三个。采用上述进一步方案的有益效果是适用于有多个不规则分流桥的情况。一种应用搅拌分流模具挤压型材的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1:向挤压设备内装填坯料；步骤2 :采用挤压设备将坯料挤压入上模的各分流孔内；步骤3 :在焊合室内焊合由分流孔流入的各股坯料，同时在机械传动装置带动下旋转搅拌头，对坯料及焊合形成的焊缝进行搅拌；步骤4 :将焊合室内经过分流、焊合、搅拌后的坯料经由下模挤出，形成型材。采用上述方案的有益效果是将焊合室内的挤压坯料充分搅拌，提高焊缝质量。进一步，在所述步骤I之前还进一步包括对坯料进行预热。采用上述进一步方案的有益效果是提高坯料塑性、降低挤压力、提高焊缝质量。
图1为本发明具有两个分流孔时的纵剖面图；图2为本发明具有两个分流孔时的俯视图；图3为本发明具有三个分流孔时的俯视图；图4为本发明搅拌头的形状为圆锥形结构图；图5为本发明搅拌头的形状为带轴肩的圆锥形结构图；图6为本发明搅拌头的形状为圆柱形结构图；图7为本发明搅拌头的形状为带轴肩的圆柱形结构图。附图中，各标号所代表的部件列表如下1、分流桥桥底，2、分流孔，3、上模，4、搅拌头，5、下模，6、焊合室，7、型芯，8、分流桥。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。如图1所示，为本发明具有两个分流孔时的纵剖面图；图2为本发明具有两个分流孔时的俯视图；图3为本发明具有三个分流孔时的俯视图；图4为本发明搅拌头的形状为圆锥形结构图；图5为本发明搅拌头的形状为带轴肩的圆锥形结构图；图6为本发明搅拌头的形状为圆柱形结构图；图7为本发明搅拌头的形状为带轴肩的圆柱形结构图。实施例1一种搅拌摩擦分流模具，包括上模3，下模5和两个搅拌头4，所述上模3的坯料入口处有两个分流孔2，两个所述分流孔2之间为分流桥8，所述分流桥8向底部凸起形成型芯7，所述下模5的轴线中央设置有通孔，所述通孔的上部的直径小于所述通孔下部的直径，所述上模3的底部与所述下模5的顶部卡接，所述型芯7穿过所述通孔的上部，所述型芯7与所述通孔的下部之间有间隙，形成挤出型材的出口，所述上模3与下模5之间所形成的空腔为焊合室6，所述搅拌头4的首部径向插入所述焊合室6内部，并在机械传动装置的带动下旋转搅拌头，对焊合室6内的材料进行搅拌及摩擦。本发明适用的模具包括平面分流组合模、舌型模、假分流模或蝶形模。本发明所述的搅拌头的位置通常放在分流桥桥底I正下方为最佳，如图1、图2、图
3所示。分流桥桥底I通常即是焊缝所在的位置，从下模5侧壁上每一个分流桥桥底I的位置伸入一个搅拌头4至焊合室6。所述搅拌头4的外轮廓形状为圆柱形。所述搅拌头4的横截面形状为圆形。所述搅拌头4的接触坯料的外表面上，可以设计各种形状的突起，如在接触面上添加多个1-1Omm左右的半球形凸起、圆环突起、螺纹型突起、福条形突起。在应用搅拌分流模具挤压型材的时候，其具体方法包括以下步骤步骤1:对有色金属材料制成的坯料进行预热；步骤2 向挤压设备内装填坯料；步骤3 :采用挤压设备将坯料挤压入上模3的各分流孔2内；步骤4 :在焊合室6内焊合由分流孔2流入的各股坯料，同时在机械传动装置带动下旋转搅拌头4，对坯料及焊合形成的焊缝进行搅拌；步骤5 :将焊合室6内经过分流、焊合、搅拌后的坯料经由下模5挤出，形成型材。实施例2实施例2与实施例1的区别在于所述分流孔2为三个，搅拌头4为三个，所述搅拌头4的外轮廓形状为圆锥形，所述搅拌头4的横截面形状为圆形。在进行挤压型材的时候，采用的坯料为黑色金属材料。实施例3实施例3与以上实施例的区别在于所述分流孔2为四个，搅拌头4为二个，所述搅拌头4的外轮廓形状为带轴肩的圆柱形，所述搅拌头4的横截面形状为圆形。在进行挤压型材的时候，采用的坯料为金属基复合材料。实施例4实施例4与以上实施例的区别在于所述分流孔2为五个，搅拌头4为五个，所述搅拌头4的外轮廓形状为带轴肩的圆锥形，所述搅拌头4的横截面形状为圆形。在进行挤压型材的时候，采用的坯料为塑料。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种搅拌摩擦分流模具，其特征在于包括上模(3)，下模(5)和至少一个搅拌头(4)，所述上模(3)的坯料入口处有至少两个分流孔(2)，所述上模(3)与下模(5)之间所形成的空腔为焊合室(6)，所述搅拌头(4)的首部径向插入所述焊合室(6)内部，所述搅拌头(4)用于对焊合室(6)内的坯料进行搅拌。
2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦分流模具，其特征在于所述搅拌头(4)的外轮廓形状包括圆柱形，圆锥形，带轴肩的圆柱形和带轴肩的圆锥形。
3.根据权利要求1所述的搅拌摩擦分流模具，其特征在于所述搅拌头4的横截面形状包括圆形、正方形、长方形、三角形和麻花钻头截面。
4.根据权利要求1所述的搅拌摩擦分流模具，其特征在于所述搅拌头4的接触坯料的外表面上，设置有半球形凸起、圆环突起、螺纹型突起和/或辐条形突起。
5.根据权利要求1至4任一所述的搅拌摩擦分流模具，其特征在于所述分流孔(2)的数量为两个。
6.根据权利要求1至4任一所述的搅拌摩擦分流模具，其特征在于所述分流孔(2)的数量为三个。
7.一种应用搅拌分流模具挤压型材的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1:向挤压设备内装填坯料；步骤2 :采用挤压设备将坯料挤压入上模(3)的各分流孔(2)内；步骤3 :在焊合室(6)内焊合由分流孔(2)流入的各股坯料，同时在机械传动装置带动下旋转搅拌头(4)，对坯料及焊合形成的焊缝进行搅拌；步骤4 :将焊合室(6)内经过分流、焊合、搅拌后的坯料经由下模(5)挤出，形成型材。
8.根据权利要求7所述的应用搅拌分流模具挤压型材的方法，其特征在于在所述步骤I之前还进一步包括对坯料进行预热。
全文摘要
本发明涉及一种搅拌分流模具和应用搅拌分流模具挤压型材的方法，模具包括上模，下模和至少一个搅拌头，上模的坯料入口处有至少两个分流孔，所述上模与下模之间所形成的空腔为焊合室，所述搅拌头的首部径向插入所述焊合室内部，所述搅拌头用于对焊合室内的坯料进行搅拌。本发明能够大幅提高分流模生产的空心挤压制品的焊缝质量，消除挤压制品上的焊合线；由于搅拌头对焊合室内的材料的充分搅拌、焊合，加上挤出过程中焊缝缺陷的重新分配，能够使焊合室内的挤压坯料的组织及性能更加均匀稳定。
文档编号B21C25/02GK103008381SQ20121053335
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者刘鹏 申请人:烟台大学