The invention relates to a pulse current assisted equal diameter angle extrusion device and method, belonging to the field of metal material processing. The insulating bush of the inner corner module insulates the inner corner conductive module from the rest of the mold; the setting of the convex mold insulating sleeve and the longitudinal channel insulating bush ensures that the metal blank is insulated from the convex mold pressing rod and the concave mold longitudinal channel; the inner corner conductive module and the combined concave mold sleeve are respectively connected with the two poles of the pulse power supply; the metal blank contacts the inner and outer corners in the process of deformation and is connected to the circuit, which is connected by In the process of extrusion, the temperature of the blank in the deformation area is controlled by adjusting the parameters of the pulse current. The pulse current is used to replace the traditional mold heating, assist the plastic deformation of the metal billet at the corner, prevent the occurrence of wrinkles and cracks, improve the yield, save energy consumption, realize continuous and efficient processing; effectively restrain the grain overheating growth, obtain uniform and fine grains, greatly improve the strength and plasticity.
【技术实现步骤摘要】
脉冲电流辅助的等径角挤压设备及方法
本专利技术涉及金属材料加工
,特别涉及通过塑性变形改善金属材料力学性能的领域,尤指一种脉冲电流辅助的等径角挤压设备及方法。
技术介绍
大塑性变形技术(SPD)通过累积塑性应变,有效地细化金属材料晶粒,获得高强度和高塑性的有效结合。等径角挤压技术(ECAP),由于设备简单、细化效果显著、易实现多道次变形、能制备大尺寸块体材料等优势,被认为是最具有工业应用前景的一种SPD方法。经过检索目前的文献报道发现,许多学者已经采取等径角挤压方法成功制备了具有超细晶结构的铜合金、铝合金。然而由于塑性变形量太大、分布不均匀,导致制备的样品质量不稳定,容易出现褶皱、开裂,成品率较低,严重制约了该技术的工业化应用。另外,一些难变形金属(例如镁合金)的等径角挤压变形对温度极为敏感,通常需要在250℃以上进行。细化机理可描述为:加热条件下,随着塑性应变的累积,材料内部发生动态再结晶,转变为更细小的等轴状晶粒。传统的等径角挤压借助气氛加热炉或电阻加热管,须将整个模具加热至坯料的变形温度,坯料在一道次加工中经历“模内预热—挤压变形—留模保温”的过程,能源浪费严重,生产效率低下。并且由于坯料经历的热过程时间较长,变形后不能立即冷却,诱发再结晶组织的受热长大,力学性能提升的效果不理想。进一步检索发现,专利号CN107812796A、CN106077118A、CN105170681A、CN107442592A等通过集成多道次连续变形、缩短卸料工序、引入超声辅助细化晶粒等方法,对传统的等径角挤压设 ...
【技术保护点】
1.一种脉冲电流辅助的等径角挤压设备,其特征在于:包括脉冲电源(1)、导电装置(2)、凸模压杆(3)、凸模绝缘套筒(4)、组合式凹模套(5)、纵通道绝缘衬套(6)、凹模纵通道模块(7)、纵通道模块调整螺栓(8)、内转角模块绝缘衬套(9)、内转角导电模块(10)及凹模紧固螺栓(11),所述内转角模块绝缘衬套(9)使内转角导电模块(10)与模具其余部分绝缘;凸模绝缘套筒(4)和纵通道绝缘衬套(6)的设置,确保金属坯料与凸模压杆(3)、凹模纵通道模块(7)绝缘;所述内转角导电模块(10)和组合式凹模套(5)分别连接脉冲电源(1)的两极;金属材料变形过程中与内、外转角接触而接入回路,且由转角处金属参与导电。/n
【技术特征摘要】
1.一种脉冲电流辅助的等径角挤压设备,其特征在于:包括脉冲电源(1)、导电装置(2)、凸模压杆(3)、凸模绝缘套筒(4)、组合式凹模套(5)、纵通道绝缘衬套(6)、凹模纵通道模块(7)、纵通道模块调整螺栓(8)、内转角模块绝缘衬套(9)、内转角导电模块(10)及凹模紧固螺栓(11),所述内转角模块绝缘衬套(9)使内转角导电模块(10)与模具其余部分绝缘;凸模绝缘套筒(4)和纵通道绝缘衬套(6)的设置,确保金属坯料与凸模压杆(3)、凹模纵通道模块(7)绝缘;所述内转角导电模块(10)和组合式凹模套(5)分别连接脉冲电源(1)的两极;金属材料变形过程中与内、外转角接触而接入回路,且由转角处金属参与导电。
2.根据权利要求1所述的脉冲电流辅助的等径角挤压设备,其特征在于:所述的凹模纵通道模块(7)和组合式凹模套(5)对应位置设置凸起和凹槽,并设置纵通道模块调整螺栓(8)微调纵通道模块竖直位置,保证纵通道绝缘衬套(6)与内转角模块绝缘衬套(9)接触紧密,挤压通道精确连接。
3.根据权利要求1所述的脉冲电流辅助的等径角挤压设备,其特征在于:所述的凸模绝缘套筒(4)、纵通道绝缘衬套(6)、内转角模块绝缘衬套(9),材质采用耐热塑料层压板、云母板、碳化硅陶瓷或MACOR玻璃陶瓷。
4.根据权利要求1所述的脉冲电流辅助的等径角挤压设备,其特征在于:所述的脉冲电源(1)的输出电压范围6~3000V,输出电流范围1~30000A,频率范围1Hz~100kHz,脉冲宽度1μs~999ms,调节方式为幅值-脉宽调节或占空比调节。
5.一种脉冲电流辅助的等径角挤压方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一、依次将内转角模块绝缘衬套、内转角导电模块、...
【专利技术属性】
技术研发人员:张平宇,徐虹,黄钰,周游,国志鹏,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林;22
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