本实用新型专利技术公开了一种变截面连续变形挤压装置，包括上模、下模及挤压杆；上模的中心贯通设置有上模通道，上模通道为等截面通孔；下模中设置有下模通道，下模通道包括变截面通道，变截面通道采用上大下小的漏斗状通孔，变截面通道的上端与上模通道的下端对齐贯通，下端与等截面通道的上端对齐贯通；等截面通道的下端与横向通道的一端连接，另一端与下模的侧壁表面贯通；挤压杆穿插在上模通道中，挤压杆的下端与挤压试样接触；本实用新型专利技术通过将等截面通道与横向通道形成弯曲通道，并将弯曲通道与变截面通道相结合，金属材料在挤压变形过程中，依次通过变截面通道与弯曲通道两次塑性变形，有效增加了材料的等效累计应变量，组织细化效果显著提高。化效果显著提高。化效果显著提高。
【技术实现步骤摘要】
一种变截面连续变形挤压装置
[0001]本技术涉及金属材料挤压变形
，特别涉及一种变截面连续变形挤压装置。
技术介绍
[0002]超细晶金属材料由于其晶粒细小均匀，晶界较多等内部组织特征，表现出强度硬度较高、耐腐蚀及耐疲劳等一系列优异的机械性能，其在交通运输、航天航海、石油化工以及医药民用等各领域都具有非常广泛的应用。
[0003]传统的超细晶材料制备工艺复杂、模具设计及加工成本高，挤压变形成材率低；传统挤压变形模具往往采等通道变形模具，单道次累计等效应变较小，需要后续的冷加工工艺如轧制、旋锻等复合变形工艺才能制备出超细晶材料，制备过程难度较大，成本较高，大大限制了超细晶材料的普遍使用。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本技术提供了一种变截面连续变形挤压装置，以解决现有的超细晶材料制备时常常采用等通道变形模具进行挤压变形成材，单道次累计等效应变较小，挤压变形成材率低的技术问题。
[0005]为达到上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0006]本技术提供了一种变截面连续变形挤压装置，包括上模、下模及挤压杆；上模可拆卸固定在下模的上部，上模的中心贯通设置有上模通道，上模通道为等截面通孔；下模中设置有下模通道，下模通道包括变截面通道、等截面通道及横向通道；
[0007]变截面通道采用上大下小的漏斗状通孔，变截面通道的上端与上模通道的下端对齐贯通，变截面通道的下端与等截面通道的上端对齐贯通，等截面通道的下端与横向通道的一端连接，横向通道的另一端与下模的侧壁表面贯通；
[0008]挤压杆穿插在上模通道中，挤压试样设置在上模通道中，挤压杆的下端与挤压试样接触。
[0009]进一步的，上模与下模之间设置有模具耳孔，模具耳孔的横截面尺寸大于上模通道及变截面通道的横截面尺寸；模具耳孔包括上半耳孔和下半耳孔，上半耳孔设置在上模的下端面中心位置，下半耳孔设置在下模的上端面中心位置，上半耳孔与下半耳孔紧密配合形成模具耳孔。
[0010]进一步的，下模包括第一下模、第二下模及紧固件，第一下模的上端与上模的下端可拆卸连接；变截面通道及等截面通道贯穿设置在第一下模的中心；第二下模设置在第一下模的下方，并通过紧固件可拆卸连接；第一下模的下端面设置有上半横向通道，第二下模的上端面设置有下半横向通道，上半横向通道与下半横向通道紧密配合形成横向通道。
[0011]进一步的，等截面通道与横向通道之间的夹角与挤压试样的材质属性相匹配。
[0012]进一步的，等截面通道与横向通道的连接拐角设置为圆弧倒角。
[0013]进一步的，上模通道与下模通道的表面均涂抹有润滑剂，润滑剂采用MnS2和石墨乳的混合物。
[0014]进一步的，上模与下模之间采用若干紧固螺栓可拆卸连接。
[0015]进一步的，挤压杆包括挤压杆本体及挤压杆座，挤压杆本体的上端与挤压杆座固定连接，下端穿插在上模通道中；挤压杆本体与挤压杆座的连接处设置有过渡圆弧。
[0016]进一步的，挤压杆座与挤压设备之间设置有防滑垫。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0018]本技术提供了一种变截面连续变形挤压装置，采用在下模中设置等截面通道和横向通道，等截面通道与横向通道组合形成弯曲通道，并将弯曲通道与变截面通道相结合，金属材料在挤压变形过程中，依次通过变截面通道与弯曲通道的两次塑性变形，有效增加了金属材料的等效累计应变量，组织细化效果显著提高，减少了后续复合变形工艺，降低了试验工作量和试验成本；装置结构简单，操作方法简便，挤压过程连续稳定，成品率高，通过本技术所述的挤压装置能够制备出表面光滑的超细晶金属材料。
[0019]进一步的，挤压试样在变截面通道处发生第一次塑性变形时，由于变截面挤压通道的截面面积逐渐减小，挤压试样的直径随着挤压进行逐渐减小，试样的长度增加，试样的部分余料会出现反向流动；通过在上模与下模之间设置模具耳孔，模具耳孔能够留存反向流动的部分余料，避免了余料反向流动时，流入上模通道与挤压杆之间的缝隙中，增加挤压杆和上模通道之间的摩擦力，外加挤压动力急剧增加，挤压杆由于受力过大而出现断裂现象，最终导致挤压试验失败；通过将上模与下模之间采用可拆卸连接，便于对模具耳孔及上下模通道的清理。
[0020]进一步的，通过将下模设置为第一下模与第二下模的组合形式，并通过紧固件可拆卸连接，方便试验结束后打开挤压装置，取出挤压试样并清理挤压装置中的挤压通道。
[0021]进一步的，通过将等截面通道与横向通道之间的夹角与挤压试样的材质属性相匹配设置，确保了不同金属材料在等截面通道与横向通道形成拐角处能够发生剧烈塑形变形，实现了将金属材料的晶粒细化至超细晶或纳米晶。
[0022]进一步的，等截面通道与横向通道的拐角处设置为圆弧倒角，便于挤压试样在挤压过程中流动，确保了试验的顺利进行。
[0023]进一步的，将挤压杆座与挤压杆本体的连接处设置过渡圆弧，消除了在挤压过程中挤压杆座与挤压杆本体的连接处产生应力集中。
[0024]进一步的，通过在挤压杆座与挤压设备之间设置防滑垫，有效提高了挤压杆与挤压设备之间的摩擦力，提高了挤压效率。
[0025]本技术所述的一种变截面连续变形挤压装置，能够应用于制备超细晶/纳米晶金属材料剧烈塑性变形过程中，满足对不同金属材料的剧烈塑性变形挤压工艺，装置结构简单，容易加工，使用范围广，挤压过程安全稳定，可通过剧烈塑性变形挤压出表面光滑无裂纹的超细晶/纳米晶金属材料，使用方便，试验效果较好。
附图说明
[0026]图1为本技术所述的一种变截面连续变形挤压装置的结构示意图；
[0027]图2为实施例1中制备的超细晶工业纯钛的透射电镜图；
[0028]图3为实施例2中制备的超细晶纯钛的金相组织图。
[0029]其中，1上模，2下模，3挤压杆，4挤压试样，5模具耳孔，6紧固螺栓，7过渡圆弧；11上模通道；21下模通道，211变截面通道，212等截面通道，213横向通道；201第一下模，202第二下模，203紧固件；31挤压杆本体，32挤压杆座。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施方式对本技术作进一步详细说明。
[0031]如附图1所示，本技术提供了一种变截面连续变形挤压装置，包括上模1、下模2及挤压杆3；上模1可拆卸设置在下模2的上部，上模1与下模2之间通过若干紧固螺栓6可拆卸固定连接在一起。
[0032]上模1的中心贯通设置有上模通道11，上模通道11为等截面通孔；下模2中设置有下模通道21，下模通道21的一端与上模通道11的下端对齐贯通，下模通道21的另一端与下模2的侧壁贯通；挤压杆3穿插在上模通道11中，挤压试样4设置在上模通道11中，挤压杆3的下端与挤压试样4接触。
[0033]下模通道21为变截面弯曲通道，下模通道21包括变截面通道211、等截面通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变截面连续变形挤压装置，其特征在于，包括上模(1)、下模(2)及挤压杆(3)；上模(1)可拆卸固定在下模(2)的上部，上模(1)的中心贯通设置有上模通道(11)，上模通道(11)为等截面通孔；下模(2)中设置有下模通道(21)，下模通道(21)包括变截面通道(211)、等截面通道(212)及横向通道(213)；变截面通道(211)采用上大下小的漏斗状通孔，变截面通道(211)的上端与上模通道(11)的下端对齐贯通，变截面通道(211)的下端与等截面通道(212)的上端对齐贯通，等截面通道(212)的下端与横向通道(213)的一端连接，横向通道(213)的另一端与下模(2)的侧壁表面贯通；挤压杆(3)穿插在上模通道(11)中，挤压试样(4)设置在上模通道(11)中，挤压杆(3)的下端与挤压试样(4)接触；上模(1)与下模(2)之间设置有模具耳孔(5)，模具耳孔(5)的横截面尺寸大于上模通道(11)及变截面通道(211)的横截面尺寸；模具耳孔(5)包括上半耳孔和下半耳孔，上半耳孔设置在上模(1)的下端面中心位置，下半耳孔设置在下模(2)的上端面中心位置，上半耳孔与下半耳孔紧密配合形成模具耳孔(5)。2.根据权利要求1所述的一种变截面连续变形挤压装置，其特征在于，下模(2)包括第一下模(201)、第二下模(202)及紧固件(203)，第一下模(201)的上端与上模(1)的下端可拆卸连接；变截面通道(211)及等...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗雷，段西明，高飞龙，张琪，王苗，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：
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