形成金属合金的挤出型材/部分的弯曲长度的方法技术

一种挤出材料的方法，包括：将材料提供到挤出设备的挤出腔中，其中，所述挤出腔包括挤出孔，并且所述挤出设备包括与所述挤出腔的内部相通的第一压缩元件和第二压缩元件，所述第一压缩元件和所述第二压缩元件能够相对于所述挤出腔独立地移动，移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件中的至少一个以压缩所述挤出腔内的材料，并在穿过所述挤出孔的所述挤出材料中产生速度梯度；以及，通过所述挤出孔挤出所述材料，以使所述速度梯度形成具有弯曲轮廓的挤出物。

Method of forming bending length of extruded profile / part of metal alloy

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成金属合金的挤出型材/部分的弯曲长度的方法
本申请涉及一种用于在一次挤出-弯曲工艺中形成弯曲的金属合金型材(特别是具有预先设计的曲率的铝合金型材)的方法和装备。
技术介绍
减少陆上、海上和空中运输中使用的金属部件的重量，可以减少燃料消耗，以及从而减少二氧化碳的排放。铝合金型材在工业制造中被广泛地用作构造元件，用于生产具有高轮廓复杂性的超轻型部件结构，包括：飞机工业中的座椅滑轨、纵梁和框架，以及汽车工业中的窗框和车顶纵梁(Roofrail)。这主要是因为它们有助于实现轻质、坚固和刚性结构的构造。考虑到减少空气动力阻力以及改善美观的需求，制造和应用具有良好适应性能的高精度弯曲铝合金型材的制造和应用是非常有必要的。有一些广泛认可的用于弯曲铝合金型材的方法。通常，它们首先通过型轧或者挤出的方式制造直的型材，随后进行后续的二次弯曲工艺，例如拉伸弯曲、回转牵引弯曲、压弯或者辊弯(三辊辊弯、四辊辊弯或者六辊辊弯)。然而，这些过程存在缺点，因为：(i)需要不止一个工艺以获得具有期望的曲率的型材，这大幅降低了制造生产率；(ii)由于在二次弯曲工艺中施加的高外部弯曲应变，经常发生回弹和横截面变形；(iii)对于中空部分，在二次弯曲工艺中使用了各种填充物和芯棒，以避免潜在的横截面变形和屈曲；(iv)由于弯曲型材需要很大的力，因此需要重型机器；以及，(v)如果壳体太薄或者曲率太大，很多中空型材就无法弯曲。改善生产的挑战在于以更高的生产率来生产出具有精确的曲率、不变形的横截面和明确定义的性能的弯曲型材。专利技术内容根据本申请的一个方面，提供了一种挤出材料的方法，包括：将材料提供到挤出设备的挤出腔中，其中，所述挤出腔包括挤出孔，并且所述挤出设备包括与所述挤出腔的内部相通的第一压缩元件和第二压缩元件，所述第一压缩元件和所述第二压缩元件能够相对于所述挤出腔独立地移动，移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件中的至少一个以压缩所述挤出腔内的材料，并在穿过所述挤出孔的所述挤出材料中产生速度梯度；以及，通过所述挤出孔挤出所述材料，以使所述速度梯度形成具有弯曲轮廓的挤出物。根据本申请的一个方面，提供了一种用于挤出材料的设备，该设备包括：用于接收挤出材料的挤出腔，所述挤出腔包括挤出孔；第一压缩元件和第二压缩元件，所述第一压缩元件和所述第二压缩元件与所述挤出腔的内部相通且能够相对于所述挤出腔独立地移动。该方法可包括移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件二者，以压缩所述挤出腔内的材料。该方法可包括以不同的速度移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件。移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件可包括沿着公共轴线移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件。沿着公共轴线移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件可包括使所述第一压缩元件和所述第二压缩元件沿着所述公共轴线以相反的方向彼此相向地移动。所述挤出孔的横截面平面可平行于所述公共轴线，使得通过所述挤出孔挤出所述材料包括通过所述挤出孔基本上垂直于所述公共轴线地挤出所述材料。移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件可包括：沿着第一轴线移动所述第一压缩元件，以及沿着与所述第一轴线不同的第二轴线移动所述第二压缩元件。所述第一轴线与所述第二轴线可彼此平行。所述挤出孔的横截面平面可以垂直于所述第一轴线和所述第二轴线，使得通过所述挤出孔挤出所述材料包括通过所述挤出孔基本平行于所述第一轴线和所述第二轴线地挤出所述材料。所述第一轴线和所述第二轴线可以彼此成角度。所述挤出孔的横截面平面可以垂直于所述第一轴线和所述第二轴线之间的角平分线，使得通过所述挤出孔挤出所述材料包括通过所述挤出孔基本平行于所述角平分线地挤出所述材料。该方法还可以包括提供与所述挤出孔相邻的导向装置，以控制挤出的材料的曲率。该方法还可以包括在所述挤出腔中提供与所述挤出孔相对的芯棒。通过所述挤出孔挤出所述材料可包括挤出具有由所述芯棒和孔限定的中空横截面的材料。限定所述挤出的材料的中空横截面的所述芯棒的横截面平面可以平行于所述挤出孔的横截面平面。该方法还可以包括在将所述材料提供到所述挤出腔中之前预加热所述材料。所述第一压缩元件和所述第二压缩元件可以被配置成同时移动。所述第一压缩元件和所述第二压缩元件可以被配置成以不同的速度移动。所述第一压缩元件和所述第二压缩元件可以具有垂直于它们的移动方向的不同的横截面面积。所述第一压缩元件和所述第二压缩元件可被配置成沿着公共轴线移动。所述第一压缩元件和所述第二压缩元件可被配置成沿着所述公共轴线以相反的方向彼此相向地移动。所述挤出孔的横截面平面可以平行于所述公共轴线。所述第一压缩元件可被配置成沿着第一轴线移动，且所述第二压缩元件可被配置成沿着与所述第一轴线不同的第二轴线移动。所述第一轴线和所述第二轴线可以彼此平行。所述挤出孔的横截面平面可以垂直于所述第一轴线和所述第二轴线。所述第一轴线和所述第二轴线可以彼此成角度。所述挤出孔的横截面平面可以垂直于所述第一轴线和所述第二轴线之间的角平分线。所述挤出材料可以是金属合金。所述金属合金可以是铝合金或者镁合金。所述挤出孔可以由限定出所述孔的几何形状的挤出模具提供。该设备还可以包括与所述挤出孔相邻的导向装置，以控制挤出的材料的曲率。该设备还可以包括位于所述挤出腔中的、与所述挤出孔相对的芯棒。所述挤出材料可以被预加热。所述挤出腔可以是圆柱形的。所述挤出腔的横截面面积可以大于所述挤出孔的横截面面积。根据本申请，提供了一种形成弯曲的金属合金型材的方法，包括：(i)提供侧向挤出设置、正向挤出设置或者成角度的挤出设置；(ii)将金属合金坯料预热，然后将其输送到挤出容器中用于热挤出；或者，直接将未加热的金属合金坯料输送到挤出容器中用于冷挤出；(iii)通过相应的两个冲头同时对两个挤压垫(Dummyblock)施加压力，将金属合金坯料压在挤出模具上并且通过模具开口挤压；以及(iv)调节两个冲头的速度，以便于形成穿过模具孔的速度梯度，并且产生长的挤出部分的弯曲轮廓。其具有以下优点：(i)形成没有缺陷(例如横截面变形或变薄，回弹，起皱和折叠)的弯曲轮廓。弯曲是工艺本身固有的，其基于内部的差异性材料流动而不是外部弯曲力。(ii)对于冷挤出而言，形成具有超细晶粒尺寸的型材，并从而由于容器相交变形区域中的剪切应力引起的严重塑性变形(Severeplasticdeformation，简称SPD)而使得机械性能得以改善。(iii)在一次挤出-弯曲过程中即形成具有可调的任意曲率的型材，这大幅地提高了制造效率；以及(iv)弯曲工艺中不需要填充物或者额外的重型机器，这大大地降低了生产成本。附图说明现在将参考附图来描述本申请的示例性实施例，其中：图1a是本领域中已知的挤出设备的示意性示图；图1b是另一种本领域中已知的挤出设备的示意性示图；图2是根据一实施例的挤出设备的示意性示图；图3a是根据一实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挤出材料的方法，包括：/n将材料提供到挤出设备的挤出腔中，其中，所述挤出腔包括挤出孔，并且所述挤出设备包括与所述挤出腔的内部相通的第一压缩元件和第二压缩元件，所述第一压缩元件和所述第二压缩元件能够相对于所述挤出腔独立地移动；/n移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件中的至少一个以压缩所述挤出腔内的材料，并在穿过所述挤出孔的挤出材料中产生速度梯度；以及/n通过所述挤出孔挤出所述材料，以使所述速度梯度形成具有弯曲轮廓的挤出物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170510 GB 1707519.31.一种挤出材料的方法，包括：
将材料提供到挤出设备的挤出腔中，其中，所述挤出腔包括挤出孔，并且所述挤出设备包括与所述挤出腔的内部相通的第一压缩元件和第二压缩元件，所述第一压缩元件和所述第二压缩元件能够相对于所述挤出腔独立地移动；
移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件中的至少一个以压缩所述挤出腔内的材料，并在穿过所述挤出孔的挤出材料中产生速度梯度；以及
通过所述挤出孔挤出所述材料，以使所述速度梯度形成具有弯曲轮廓的挤出物。


2.根据权利要求1所述的方法，包括移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件二者，以压缩所述挤出腔内的材料。


3.根据权利要求2所述的方法，包括以不同的速度移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述第一压缩元件和所述第二压缩元件具有垂直于它们的移动方向的、不同的横截面面积。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件包括沿着公共轴线移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，沿着公共轴线移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件包括使所述第一压缩元件和所述第二压缩元件沿着所述公共轴线以相反的方向彼此相向地移动。


7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述挤出孔的横截面平面平行于所述公共轴线，使得通过所述挤出孔挤出所述材料包括通过所述挤出孔基本上垂直于所述公共轴线地挤出所述材料。


8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，移动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件包括：沿着第一轴线移动所述第一压缩元件，以及沿着与所述第一轴线不同的第二轴线移动所述第二压缩元件。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一轴线与所述第二轴线彼此平行。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述挤出孔的横截面平面垂直于所述第一轴线和所述第二轴线，使得通过所述挤出孔挤出所述材料包括通过所述挤出孔基本平行于所述第一轴线和所述第二轴线地挤出所述材料。


11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一轴线和所述第二轴线彼此成角度。


12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述挤出孔的横截面平面垂直于所述第一轴线和所述第二轴线之间的角平分线，使得通过所述挤出孔挤出所述材料包括通过所述挤出孔基本平行于所述角平分线地挤出所述材料。


13.根据前面任一项权利要求所述的方法，其中，所述材料是金属合金。


14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述金属合金是铝合金或者镁合金。


15.根据前面任一项权利要求所述的方法，其中，所述挤出孔由限定出所述孔的几何形状的挤出模具提供。


16.根据前面任一项权利要求所述的方法，还包括提供与所述挤出孔相邻的导向装置，以控制挤出的材料的曲率。


17.根据前面任一项权利要求所述的方法，还包括在所述挤出腔中提供与所述挤出孔相对的芯棒。


18.根据权利要求17所述的方法，其中，通过所述挤出孔挤出所述材料包括挤出材料、使之具有由所述芯棒和孔限定的中空横截面。


19.根据前面任一项权利要求所述的方法，还包括在将所述材料提供到所述挤出腔中之...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文彬，林建国，特雷弗·狄恩，王礼良，
申请(专利权)人：帝国科技及医学学院，
类型：发明
国别省市：英国;GB