一种金属合金材料挤压成型模具的制作方法

本发明涉及一种金属材料，特别涉及一种难变形金属合金材料用挤压成型模具。

背景技术：

挤压具有工艺技术性高、品种多样性好和生产便利等特点，是金属材料工业生产和各种复合材料、粉末材料、高性能难加工材料等新材料与新产品制备和加工的重要方法，已广泛应用于航空航天、舰船、交通运输、能源、冶金、化工、国防军工等领域的产品生产。

在金属材料挤压过程中，变形材料受三向压应力，易于发生塑性流动，变形过程能有效细化金属晶粒，使材料力学性能得到提升，然而，当应变速率过高或挤压比过大时，塑性变形抗力大，变形组织来不及协调，金属材料容易产生开裂，影响成型质量及生产效率，同时成形工件的组织性能无法保证，影响产品质量，对于诸如镁合金等高性能难加工材料更是如此。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种金属合金铸坯用挤压成型模具，能够一次快速成型具有高挤压比的挤压件，生产效率大幅提高，并能够保证挤压件的成型质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种金属合金铸坯用挤压成型模具，

一种金属合金铸坯用挤压成型模具，包括挤压杆1、挤压座8、外挤压筒3、挤压筒4、凹模a6、凹模b7，其特征在于：所述的外挤压筒3固定在挤压座8上，所述挤压筒4、凹模a6、凹模b7依次同轴可拆卸固定在外挤压筒3内并通过锥面紧密配合；所述挤压杆1穿过固定板2置于挤压筒4内；所述挤压筒4内径与挤压杆1外径相配合；所述坯料5置于所述挤压筒4内；所述凹模b7的形状与挤压件所需加工的外形一致，根据挤压件所需加工的外形来更换凹模b7，根据总挤压比的30％-50％更换凹模a6。

所述的总挤压比为：

凹模a6的挤压比为n1＝d0²/d1²；凹模b7的挤压比为n2＝d1²/d2²；

得出：凹模a6的挤压比n1＝d0²/d1²＝(30％-50％)n；

其中：d1为凹模a6直径，d2为凹模b7直径；d0为坯料5的直径。

所述的凹模a6挤压工作带的长度为10-15mm。

本发明的有益效果是：

1)凹模中段具有一定长度的挤压工作带，由于单次变形挤压比降低，挤压件不容易开裂，成型质量得到提高，并可提高成型速度。

2)采用在挤压座的上方固定安装有多个成型模，随着挤压筒内挤压杆的下移，能够将坯料顺次压入两个成型模内，从而通过一次挤压同时完成具有高挤压比的挤压件稳定成型，并能提高成型速度和模具使用寿命，生产效率高，且能保证成型质量，特别适用于难成型金属的挤压成型；

3)采用外挤压筒和固定板将各成型模固定在挤压座上，模具安装和拆卸方便，适用范围广。

附图说明

图1是本发明所述模具的结构示意图；

其中：1、挤压杆，2、固定板，3、外挤压筒，4、挤压筒，5、坯料，6、凹模a，7、凹模b，8挤压座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员了解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种镁合金铸锭用挤压成型模具，包括：挤压座8、凹模a6及凹模b7，各所述挤压筒4及凹模a6和7均通过外挤压筒3可拆卸地固定在所述挤压座8的上方，坯料5置于挤压筒4内，挤压杆1穿过固定板2置于挤压筒4内。

其中，所述坯料5为直径d0的镁铸锭，凹模a6直径为d1，凹模b7直径为d2，凹模b7的形状与挤压件所需加工的外形一致，可根据挤压件所需加工的外形来任意更换所需成型凹模b7，根据总挤压比的30％-50％来更换所需凹模a6：总挤压比其中，凹模a6的挤压比n1＝d0²/d1²＝(30％-50％)n，凹模b7的挤压比n2＝d1²/d2²。

本发明所述的一种镁合金铸锭用挤压成型模具的操作流程为：将坯料5置于挤压筒4内，挤压机带动挤压杆1向下运行，坯料5依次被压入凹模a6、凹模b7，最终得到完整的挤压件。

区别于现有技术，本发明所述的一种镁合金铸锭用挤压成型模具，凹模a6在成型过程中凹模中段设有10-15mm的挤压工作带，便于坯料尺寸稳定，使得整个成型过程中坯料在挤压方向上不会形成褶皱、表面压痕等缺陷，并提高了模具使用寿命。同时，为避免工作带过长易造成的金属黏结，在凹模型腔内均匀涂抹润滑剂石墨乳。

实施例1

直径为10mm的圆柱形细晶镁合金棒材。首先，加工坯料，考虑到表面质量的要求，可根据挤压比选择直径合适的圆柱形镁合金铸锭，长度可根据实际需求确定，将经均匀化处理的镁合金坯料5(双级均匀化退火)加热至指定温度(300℃－450℃)并保温1-3h，保温温度应高于镁合金的再结晶温度，同时低于合金主要析出相的熔点温度，同时加热挤压筒4、凹模a6及7至指定温度(300℃－450℃)；其次，根据挤压比分配关系计算挤压力，根据挤压力及生产条件选择挤压设备并制作挤压模具，并按照如图1所示组装挤压模具装置，保证挤压杆1、外挤压筒3、挤压筒4、凹模a6及凹模b7同轴设置，挤压筒4、凹模a6及凹模b7的型腔内均匀涂抹润滑剂石墨乳；然后将保温充分的镁合金坯料5放入挤压筒4的开腔中，启动挤压机，通过挤压杆1向坯料5施加压力进行等速挤压，使坯料1依次进入凹模a6与凹模b7，挤压成型出细晶镁合金棒材，挤压后得到的镁合金棒材经340℃－420℃固溶处理或时效处理，进行组织性能测试确定微观组织满足设计要求后，对镁挤压棒材进行表面处理。

实施例2

尺寸为80x10的矩形细晶镁合金型材。首先，加工坯料，考虑到表面质量的要求，可根据挤压比将圆柱形镁合金铸锭加工成尺寸合适的矩形镁合金坯料，长度可根据实际需求确定，将经均匀化处理的镁合金坯料5(双级均匀化退火)加热至指定温度(300℃－450℃)并保温1-3h，保温温度应高于镁合金的再结晶温度，同时低于合金主要析出相的熔点温度，同时加热挤压筒4、凹模a6及7至指定温度(300℃－450℃)；其次，根据挤压比分配关系计算挤压力，根据挤压力及生产条件选择挤压设备并制作挤压模具，并按照如图1所示组装挤压模具装置，保证挤压杆1、外挤压筒3、挤压筒4、凹模a6及凹模b7同轴设置，挤压筒4、凹模a6及凹模b7的型腔内均匀涂抹润滑剂石墨乳；然后将保温充分的镁合金坯料5放入挤压筒4的开腔中，启动挤压机，通过挤压杆1向坯料5施加压力进行等速挤压，使坯料1依次进入凹模a6与凹模b7，挤压成型出细晶镁合金棒材，挤压后得到的镁合金型材经340℃－420℃固溶处理或时效处理，进行组织性能测试确定微观组织满足设计要求后，对镁挤压棒材进行表面处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例，不应视为对本发明的限制，基于本发明可能有各种更改和变化，均应包含在本发明的保护范围之内。