一种小尺寸镁合金棒管热挤压成型模具制造技术

本发明专利技术涉及一种小尺寸镁合金棒管热挤压成型模具，包括上下模座、挤压筒、凸模和凹模等，挤压筒采用开有测温孔的两层预应力组合结构，筒外设有保温套，凹模通过挤压筒配合固定在下模座上，挤压筒、保温套和凹模通过上下模座紧固；凸模采用过渡配合与挤压筒内壁直接接触，挤压杆上端设限位压头以保证凸模不直接压在凹模上。本发明专利技术经过简单的换模能够生产多种规格小尺寸镁合金棒管，具有材料利用率高、坯料变形均匀、挤压力小、产品尺寸精度和表面精度高的特点。本发明专利技术还具有模具结构简单、使用方便、成本低廉、使用寿命长等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及镁合金热挤压成形技术，具体为一种小尺寸镁合金棒管热挤压 成型模具，用于镁合金热挤压加工领域。
技术介绍
镁合金具有比强度和比刚度高、阻尼减振性好、电磁屏蔽和抗辐射能力强、 易切削加工、易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航天、航空 和国防军事工业等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。但常温下镁合 金滑移系少，塑性变形困难，大多数产品通过铸造获得，存在晶粒粗大、力学 性能较差、易产生缺陷等缺点，极大的限制了镁合金的应用。将镁合金铸锭通 过锻造、挤压、轧制等塑性变形加工后能够有效的改善镁合金的微观组织，消 除铸造缺陷，提高合金的力学性能。与锻造和轧制相比，通过热挤压的方法对铸造镁合金进行变形加工具有更强烈的三向压应力状态，有利于发挥其最大的塑性；产品尺寸精度高，表面质 量好；操作灵活方便，产品品种多、规格多，成为镁合金塑性加工成型中应用 最为广泛的工艺之一。通常镁合金无缝管材或棒材热挤压是在带穿孔装置或不 带穿孔装置的卧式挤压机上进行，需要大型挤压设备和控温装置，模具尺寸大、 结构复杂，成形工序多，生产成本高。对于直径小于10mm的小尺寸镁合金棒管 的挤压，还存在挤压力大、生产效率低、管材壁厚差大等问题，现有的卧式挤 压机不能很好的适应小尺寸镁合金棒管的生产，尤其是高精度镁合金薄壁细管 的生产。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种小尺寸镁合金棒管热挤压成型模具，通过简单的换模，既可以生产出不同规格的小尺寸镁合金 棒材，也可以生产出高精度的小尺寸镁合金管材。本专利技术的技术方案是这样实现的 一种小尺寸镁合金棒管热挤压成型模具， 包括上模座、下模座、挤压筒、凸模和凹模，其特征在于所述凹模通过挤压 筒配合固定在下模座上，凹模上设有与挤压筒同心的型腔，挤压筒和凹模通过 上模座和下模座紧固；凸模采用过渡配合与挤压筒内壁直接接触。所述挤压筒由挤压筒内衬和挤压筒外套构成，两者过盈热装配合，所述挤 压筒内衬外径尺寸是内径的1. 5 1. 8倍，挤压筒外套外径尺寸是内径的2. 0 2. 2倍，装配过盈量为挤压筒内衬外径的0. 002 0. 003倍。在挤压筒外套外壁 设有保温套，保温套、挤压筒外套和挤压筒内衬上设有贯通的直达凹模外壁的 测温孔，便于插入测温设备测量凹模外壁的温度变化。挤压棒状镁合金用凸模由一体成型同轴的挤压杆和挤压轴构成，为了减少 摩擦阻力，挤压杆直径稍小于挤压轴直径；挤压轴与挤压筒内壁过渡配合，与 坯料接触面采用25°锥度角结构。挤压管状镁合金用凸模由一体成型同轴的挤压杆、挤压轴和挤压针构成， 挤压轴位于挤压杆和挤压针之间，挤压杆和挤压针直径小于挤压轴直径，挤压 轴与挤压筒内壁过渡配合，挤压轴与挤压针结合部位采用25。锥度角和圆弧过 渡;挤压针深入凹模型腔内，与凹模型腔一起构成环形挤压孔。挤压针直径为4 8mm，为了退模方便，采用锥度为0.3°的锥度结构。所述挤压杆上端设有防止挤压轴与凹模直接接触的限位压头。压头的限位 尺寸为凸模直接与凹模接触时位于挤压筒外的挤压杆长度，保证挤压过程中凸 模不直接压在凹模上，既减少余料又防止损坏凹模。所述凹模的入模锥度角为30°，凹模收口处采用半径为4 6mm的圆角过渡， 型腔尺寸为2 10mm，凹模整体外形为倒T型。所述下模座上设有圆形凸台，挤压筒下端设有与圆形凸台对应的圆形沉孔， 挤压筒通过圆形沉孔紧套在圆形凸台上。与现有技术相比，本专利技术的优点是-1、 采用本专利技术模具能够顺禾性产直径为①2 10ram的镁合金棒材或外径为 5 10mm、内径为4 8mm的镁合金管材，生产成本低，材料利用率高，坯料变 形均匀，挤压力小，产品尺寸精度高、表面质量好。2、 模具结构简单，使用方便，成本低廉，使用寿命长。 附图说明图l-本专利技术挤压镁合金管材模具结构示意图2-本专利技术挤压镁合金棒材所用凸模结构示意图3-本专利技术凹模结构示意图4-采用本专利技术模具挤压出的镁合金薄壁细管(实施例l);图5-采用本专利技术模具挤压出的镁合金细棒(实施例2)。图中l-上模座；2-挤压筒内衬；3-挤压筒外套；4_保温套；5_螺栓；6_ 测温孔；7-下模座；8-限位压头；9-挤压杆；10-挤压轴；11_挤压针；12_凹模； 13-型腔；14-导流孔。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术涉及的模具主要由上模座l、下模座7、凸模、凹模12、挤压筒2、 3和保温套4等组成，参见图1。凹模12通过挤压筒配合固定在下模座7上， 方便换模，凹模12上设有与挤压筒同心的型腔13，挤压筒2、 3固定于上模座 l和下模座7之间，凸模采用过渡配合与挤压筒内孔直接接触，以保证凸模与挤 压筒的同轴性。挤压筒由挤压筒内衬2和挤压筒外套3构成，两层过盈热装配合，以提高 强度、节约材料。所述下模座上设有圆形凸台，挤压筒外套下端设有与圆形凸 台对应的圆形沉孔，挤压筒外套通过圆形沉孔紧套在圆形凸台上。本专利技术根据6压机吨位、制品规格、所允许挤压比范围等确定挤压筒内衬工作直径D，挤压筒 内衬外径Dt符合D乂D二l. 5 1. 8，挤压筒外套外径和内径之比符合D2/D/=2. 0 2. 2，挤压筒内衬和挤压筒外套配合面的过盈量符合S =D/-D,二O. 002" 0. 003DlQ在挤压筒外套3外壁上套设有玻璃纤维保温套4，防止挤压过程模具降温过 快。为了掌握挤压过程凹模的实际温度，以便调节挤压速度，保温套4、挤压筒 外套3和挤压筒内衬2上设有贯通的直达凹模外壁的3ram左右的测温孔6，测温 孔内插入测温设备(如便携式热电偶)实时测量凹模外壁的温度变化。本专利技术技术方案所述凸模采用整体式结构。挤压小尺寸镁合金无缝管所用 凸模从上至下由一体成型同轴的挤压杆9、挤压轴IO和挤压针11构成，见图1， 挤压杆9和挤压针11直径小于挤压轴10直径，挤压轴10位于挤压筒内衬内与 挤压筒内衬2内壁过渡配合，挤压针11插入凹模上的型腔13内与之形成环形 成型孔。本方案结构简单，便于制造，可以保证芯棒与凸模的同轴性，避免机 加和装配造成轴线偏差导致的管材壁厚差增大。挤压轴10与挤压针11结合部 位采用25°锥度角和圆弧过渡，不但可以减少余料，还可以使坯料受到更大的径 向挤压力从而使其变形更加均匀。挤压时挤压轴前端直接接触坯料，省去挤压 垫片，这样就縮短了凸模高度，还可防止坯料被反挤出来。挤压针11直径为4 8mm，为了退模方便，轴向釆用0.3°的锥度。以上设计均有助于提高挤压小尺 寸管材的精度。挤压镁合金棒材所用凸模结构更为简单，它从上至下由一体成型同轴的挤 压杆9和挤压轴10构成，挤压杆9直径小于挤压轴10直径，挤压轴10位于挤 压筒内衬内与挤压筒内衬2内壁过渡配合，挤压轴10下端采用25°锥度角处理， 即比挤压镁合金无缝管所用凸模少了挤压针部分，见图2。本专利技术凹模12采用单层整体结构。见图3，为了利于金属流动，减小挤压 力，提高模具寿命，凹模的入模锥度角a釆用30°，凹模收口处采用半径为4 6mm的圆角过渡，定径带长度L选择1. 8 2. 2mm，型腔尺寸为①5 10咖(管用) 或①2 10mm(棒用)。为了减小摩擦阻力，型腔下部导流孔14适当放大l 2mm。为了更好的与挤压筒配合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小尺寸镁合金棒管热挤压成型模具，包括上模座（１）、下模座（７）、挤压筒（２、３）、凸模和凹模（１２），其特征在于：所述凹模（１２）通过挤压筒配合固定在下模座（７）上，凹模（１２）上设有与挤压筒同心的型腔（１３），挤压筒（２、３）和凹模（１２）通过上模座（１）和下模座（７）紧固；凸模采用过渡配合与挤压筒内壁直接接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高家诚，李伟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]