一种扭-挤复合强塑变成形方法及工艺装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种扭‑挤复合强塑变成形方法及工艺装置，属于金属塑性加工技术领域。该发明专利技术结合高压扭转细晶与挤压成形的优势，坯料同时受到高压扭转和挤压的作用，坯料下端的金属剧烈剪切使得晶粒机械破碎，同时塑性功和摩擦功产生的温升使得动态再结晶细化和改善金属塑性；施加大的挤压力将会助使金属发生塑性流动，进而经过工艺装置型腔内的转角变形获得高性能构件，实现了一个工艺过程的成性和成形的精确控制。工艺装置主要有：凸模、组合式凹模、滚动轴承和具有特殊形状的旋转头。本发明专利技术细化晶粒能力强，可通过缩减加热工序可避免坯料加热环节引起的晶粒长大。

A torsion extrusion composite plastic forming method and process device

The invention provides a torsion extrusion compound strong plastic forming method and a process device, belonging to the technical field of metal plastic processing. The invention combines the advantages of high-pressure torsional fine grains and extrusion forming, and the billet is subjected to high-pressure torsion and extrusion simultaneously. The metal at the lower end of the billet is severely sheared, resulting in mechanical breakage of the grains. At the same time, the temperature rise caused by the plastic work and friction work makes the dynamic recrystallization refine and improve the plasticity of the metal. Plastic flow of metal occurs, and then high performance components are obtained by angular deformation in the cavity of the process device, which realizes the formation and precise control of a process. The process equipment mainly consists of punch, combined die, rolling bearing and rotating head with special shape. The invention has strong grain refining ability and can avoid grain growth caused by billet heating link by reducing heating process.

【技术实现步骤摘要】
一种扭-挤复合强塑变成形方法及工艺装置
本专利技术属于金属塑性加工
，涉及一种扭-挤复合强塑变成形方法及工艺装置，具体是指一种加工高性能板/筒类构件的扭-挤复合强塑变成形方法及工艺装置。
技术介绍
随着大飞机、大火箭等先进飞行器的不断研发，迫切需要发展实现复杂高性能构件的先进成形方法以满足整体减重和高可靠性的迫切要求。如航天器典型筒件环境工况苛刻且对承受载荷有一定要求，是影响新型号重量和运行可靠性的重要结构之一，迫切需要采用高强轻质合金以满足航天器高性能及减重的需求。然而，关于金属挤压成形工艺在成形高性能板/筒类构件方面仍存在局限性。采用传统成形工艺成形的板/筒类构件，尽管可以成形板/筒类构件，但得到的构件性能相对较低，难以满足航空航天构件的高性能要求。因此，探索金属成形新方法得到高性能板/筒类构件是需要迫切解决的问题。细晶强化是提高材料强韧化效果的主要方法。国内外发展了多种强塑变技术(如转角挤压、非对称轧制等)以获得微米乃至纳米级别的超细晶组织。强塑变技术多用于制备具备细晶组织的坯料，在后续热成形(挤压、锻造等)时的细小晶粒会长大，导致强塑变工艺制备细晶组织的作用减弱甚至消失本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扭‑挤复合强塑变成形方法，其特征在于：坯料同时受到高压扭转和挤压的作用，坯料下端的金属剧烈剪切使得晶粒机械破碎，同时塑性功和摩擦功产生的温升使得动态再结晶细化和改善金属塑性；施加大的挤压力将会助使金属发生塑性流动，进而经过工艺装置型腔内的转角变形获得高性能构件，实现了一个工艺过程的成性和成形的精确控制。

【技术特征摘要】
1.一种扭-挤复合强塑变成形方法，其特征在于：坯料同时受到高压扭转和挤压的作用，坯料下端的金属剧烈剪切使得晶粒机械破碎，同时塑性功和摩擦功产生的温升使得动态再结晶细化和改善金属塑性；施加大的挤压力将会助使金属发生塑性流动，进而经过工艺装置型腔内的转角变形获得高性能构件，实现了一个工艺过程的成性和成形的精确控制。2.根据权利要求1所述的一种扭-挤复合强塑变成形方法，其特征在于：坯料采用屑状金属片挤压而成。3.根据权利要求1所述的一种扭-挤复合强塑变成形方法，其特征在于：为了避开工艺装置和坯料加热速度差，避免坯料长时间加热而引起晶粒长大，要分别预热工艺装置和坯料至成形温度T1的0.4～0.6倍，挤压过程是在恒温箱内完成的，使工艺装置和坯料的温度始终保持所需的温度。4.一种扭-挤复合强塑变成形工艺装置，其特征在于包括与压力机上部结构连接的上组件、与工作台连接的下组件、凸模和组合式凹模；上组件包括与压力机的上部结构连接的上模座、垫板和上模座套；凸模上端放入上模座套并通过连接机构和上模座固定连接；组合式凹模包括上凹模和下凹模，下组件包括与工作台连接的旋转头、滚动轴承和下模板，组合式凹模安装在下模板上；滚动轴承置于旋转头与下模板之间，且旋转头与下凹模和下模板之间均有一定的间隙，以实现旋转头的快速旋转。5.根据权利要求4所述的一种扭-挤复合强塑变成形工艺装置，其特征在于：旋转头和组合式凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙朝阳，李广东，钱凌云，孙志辉，苏泽兴，蔡贇，李昕童，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11