一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法技术

本发明专利技术公开了一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法，包括包括凸模、内套、凹模和顶模；所述内套上端开设用于装填钛合金坯料的通孔，通孔上端的圆锥面与凸模下端的锥度相配合；所述凹模装配于内套底端的沉孔中，内套底部安装于顶模上端的沉孔中。本发明专利技术根据相变点以及晶粒尺寸，采用多步骤多阶段进行塑性挤压成型，分三次挤压成型，且压力先增后减，相对于传统的一次性挤压成型，本发明专利技术可减少压力在挤压过程中的衰减以及应力集中，可有效提高微齿轮在成型过程中轴向密度分布的均匀性，保证成型界面的清晰，无裂纹，提高挤压质量，且模具受单向挤压，使用寿命长，微齿轮的长径比任意可调。

【技术实现步骤摘要】
一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法
本专利技术属于微型零件制造及微塑性成型的
，具体涉及一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法。
技术介绍
随着现代科学技术的不断发展，产品微型化成为一种趋势，尖端科学技术对微型机械和微机电系统的需求日益增加，其应用范围包含生物医学工程、电子元器件、航空航天、精密仪器、武器装备等领域。例如管状微型机器人、微型枪械、微型机械飞行虫(也称“间谍苍蝇”)等。由于其体积小，零部件也必须是微型化。齿轮作为一种应用广泛的机械传动零件，具有传动平稳、速度和功率调节范围大、结构紧凑等优点，是微型机械和微机电系统不可或缺的重要结构件。目前的微齿轮成型材料主要集中在铝、铜、镁、纯钛等塑性高，易变形材料以及有机物。例如XuehuaDong等学者(JournalofMaterialsProcessingTechnology，2015,219:199-208)利用7075铝合金热挤压成型模数为0.125mm的微齿轮，Tsung-HanHuang等学者(INTERNATIONALJOURNALOFPRECI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具，其特征在于：包括凸模、内套、凹模和顶模；所述内套上端开设用于装填钛合金坯料的通孔，通孔上端的圆锥面与凸模下端的锥度相配合；所述凹模装配于内套底端的沉孔中，内套底部安装于顶模上端的沉孔中。/n

【技术特征摘要】
1.一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具，其特征在于：包括凸模、内套、凹模和顶模；所述内套上端开设用于装填钛合金坯料的通孔，通孔上端的圆锥面与凸模下端的锥度相配合；所述凹模装配于内套底端的沉孔中，内套底部安装于顶模上端的沉孔中。


2.根据权利要求1所述的电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具，其特征在于：所述凸模与内套、钛合金坯料与内套、凹模与内套、顶模与内套之间的配合间隙为10μm～20μm。


3.根据权利要求1所述的电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具，其特征在于：所述内套通孔下端圆锥面的小端面直径不大于凹模模腔的齿顶圆直径20μm，且锥度小于1:6。


4.根据权利要求1所述的电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具，其特征在于：所述顶模上的通孔直径大于钛合金微齿轮齿顶圆直径1mm～2mm；凹模的高度小于内套沉孔深度0μm～10μm，顶模通孔的高度大于等于2倍的凹模高度。


5.根据权利要求1所述的电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具，其特征在于：所述模具硬度为90HR～105HR，弹性模量为10.5GPa～13.5GPA的石墨材料。


6.根据权利要求1-5任一所述的电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型方法，其特征在于，包括：
S1、在55MPa～70MPa压力下，对钛合金坯料进行预挤压，使钛合金坯料的孔隙率降低5％-9％；
S2、在真空环境，升温速度为25℃/s～40℃/s下，对钛合金坯料加热至400℃-500℃，保温0.5h，降压至0.01～0.03MPa，进行钛合金坯料脱气；
S3、钛合金坯料装填于内套的通孔中，凸模装配于内套中，凹模装配在内套底部的沉孔结构中，再将内套组装...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄坤兰，阎相忠，杨屹，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51