本发明专利技术涉及一种有加热装置的生产超细晶材料的模具，尤其是一种适宜于等径角挤压方法制备块体纳米晶材料的装置。它由外模５，内模８，顶杆１，脱模杆（孔）７和加热装置组成，其特征在于：内模８和外模５之间的配合锥度为２～６°；内模８由平模３与凹模２构成一倒锥台；两者之间采用销钉插入销孔４定位；内模８的凹模２上开有挤压通道６，所有的剪切变形力均由凹模２承受。在实际应用中，本发明专利技术操作方便，安全可靠，加热温度可控，能够实现多晶材料的晶粒细化，获得超细晶结构或纳米晶结构材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有加热装置的生产超细晶材料的模具，尤其是一种适宜于等径角挤压方法制备块体纳米晶材料的装置。
技术介绍
等径角挤压(ECAP)方法是以纯剪切方式实现块体材料大塑性变形的成形技术，它消除了冷压合成超细晶试样中的大量微孔隙，避免研磨过程中引入的杂质，制备出三维大尺寸的致密超细晶材料。ECAP在特别设计的模具中进行。ECAP过程中，试件与模具通道紧密配合且与模壁润滑良好。在压力的作用下，试件通过两通道的交叉处时，经受剪切变形，实现多晶材料的晶粒细化。该技术中已有的ECAP模具结构均为由螺栓固定的分离式设计，典型结构如图1所示两块截面相等的对称分模1，其内开有挤压通道2，由螺栓通过螺栓孔3固定在工作台上。这种结构的模具有3个缺点(1)螺栓轴向受力，易产生变形。由于ECAP过程中的径向压力很大，轴向受力的螺栓会产生变形而使模具分离，影响试件的变形，严重者会发生模具炸开的现象，存在安全隐患；(2)现有的ECAP模具结构在装配和试件脱模时均存在很大困难，操作不便，甚至在脱模时会使试件产生附加变形；(3)目前的模具只能在室温下进行操作，温度不能调控，不适用于低温条件下难变形的材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进ECAP的模具结构，优化模具的受力方式和装配方法，使之在生产实际中操作方便，安全可靠，加热温度可控，能够实现多晶材料的晶粒细化，获得超细晶结构或纳米晶结构材料。本专利技术的技术方案是设计一种适宜于等径角挤压方法制备块体纳米晶材料的模具，它由外模5，内模8，顶杆1，脱模杆(孔)7和加热装置组成，其特征在于内模8和外模5之间的配合锥度为2～6°；内模8由平模3与凹模2构成一倒锥台；两者之间采用销钉插入销孔4定位；内模8的凹模2上开有挤压通道6，所有的剪切变形力均由凹模2承受。本专利技术的优点和积极效果1.改变了模具的受力方式，由双模块承受剪切变形力变为单模块承受剪切变形力，使得导致晶粒细化的剪切变形量不会因模具受力分离而受影响，保证了模具的安全使用；2.改变了模具的装配方式，模具由螺栓连接改为内模8与外模5组合装配，保证了内、外模的组合精密度和两者分离方便。3.由于受力方式的变化，模具的加工、装配变得更为简便、精确，无需更换备件，提高了模具的使用寿命和生产效率；4.平模3和凹模2构成的内模8通过销钉4定位，既保证了装配精度，又使拆装简便；5.脱模杆(孔)7解决了试件脱模难的问题，其操作简便；6.模具的加热保温装置，使工艺更为稳定可靠。附图说明图1已有的制备块体纳米晶体材料装置的结构示意图；图2本专利技术制备块体纳米晶体材料装置的样品图； 图3图2的内模8分解示意图；图4纳米晶结构的透射电子显微像；具体实施例方式首先用加热装置对模具进行加温，升至预定温度时，将试样放入通道6，保温一定时间使试样温度达到模具温度，置入顶杆1，通过压机对其进行挤压。然后对试样和通道内壁进行润滑，减小模具与试样表面的摩擦，润滑剂为MoS2+s石墨油剂；试样完全通过通道弯角后，冷却至室温，先将内模从外模中取出；再用脱模杆将试样从通道顶出。随后可对试样进行不同路径和不同道次的挤压，过程同前。利用本装置对超高压合成制备Al-Ni-Y合金进行了ECAP处理，并采用JEOL.JEM-100CX II透射电子显微镜对ECAP处理后合金的微观组织和形貌进行了检测分析，结果表明，合金晶粒得到了有效细化，获得了均匀，致密的纳米晶结构，其电子显微像如图4所示。本专利技术与现有的模具相比，其优点和积极效果充分体现在以往对模具进行加热时，是先将模具连同试样在电炉中加热，再转移至压机上进行挤压，而本专利技术则可在压机上实现模具和试样的加热，并能保温，这样就使工艺变得更为可靠，操作也更为简单；设计改变了模具的装配方式，模具由螺栓连接改为内外模组合装配，使模具的使用更加安全可靠，拆装简便；改变了模具的受力方式，由双模块承受剪切变形力变为单模块承受剪切变形力，使得导致晶粒细化的剪切变形量不会因模具受力分离而受影响，同时保证了模具使用的安全问题。由于受力方式的变化，模具的加工、装配变得更为简便、精确，无需更换条件。同时可提高模具的使用寿命、安全性和生产效率。权利要求1.一种适宜于等径角挤压方法制备块体纳米晶材料的装置，它由外模5，内模8，顶杆1，脱模杆(孔)7和加热装置组成，其特征在于内模8和外模5之间的配合锥度为2～6°；内模8由平模3与凹模2构成一倒锥台；两者之间采用销钉插入销孔4定位；内模8的凹模2上开有挤压通道6，所有的剪切变形力均由凹模2承受。全文摘要本专利技术涉及一种有加热装置的生产超细晶材料的模具，尤其是一种适宜于等径角挤压方法制备块体纳米晶材料的装置。它由外模5，内模8，顶杆1，脱模杆(孔)7和加热装置组成，其特征在于内模8和外模5之间的配合锥度为2～6°；内模8由平模3与凹模2构成一倒锥台；两者之间采用销钉插入销孔4定位；内模8的凹模2上开有挤压通道6，所有的剪切变形力均由凹模2承受。在实际应用中，本专利技术操作方便，安全可靠，加热温度可控，能够实现多晶材料的晶粒细化，获得超细晶结构或纳米晶结构材料。文档编号C21D8/00GK1704485SQ20041002327公开日2005年12月7日 申请日期2004年6月3日 优先权日2004年6月3日专利技术者刘咏, 刘祖铭, 蒋炳炎, 郭晟 申请人:中南大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适宜于等径角挤压方法制备块体纳米晶材料的装置，它由外模５，内模８，顶杆１，脱模杆（孔）７和加热装置组成，其特征在于：内模８和外模５之间的配合锥度为２～６°；内模８由平模３与凹模２构成一倒锥台；两者之间采用销钉插入销孔４定位；内模８的凹模２上开有挤压通道６，所有的剪切变形力均由凹模２承受。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘咏，刘祖铭，蒋炳炎，郭晟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。