本发明专利技术公开一种型材半固态卧式挤压装置及方法，属于半固态成形领域。本发明专利技术所述方法为首先将变形态金属坯料置于加热炉中升温，温度设定为金属固相线温度下10～20℃，之后送入挤压机挤压；挤压过程通过锥形挤压筒产生变形热效应，挤压杆所做的功约有5％以畸变能的形式存储于金属晶格内，其余全部转换成热量。所以在挤压筒内，固体坯料将升温转变为固液相共存的状态即为浆料状态。在浆料状态下通过模具对半固态浆料中固相晶粒引入变形能，之后进行挤压成型，水淬处理后制得金属半固态型材，对型材进行后续热处理，得到最终成品。本发明专利技术所述方法采用等温处理、半固态挤压制备金属型材，工艺流程较短、可近净成型、生产成本低，所制备的型材晶粒尺寸细小、力学性能好。力学性能好。力学性能好。
【技术实现步骤摘要】
一种型材半固态卧式挤压装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种型材半固态卧式挤压装置及方法，属于半固态成形领域。
技术介绍
[0002]半固态成形技术具备铸造加工和塑性加工的优点，在军用、航天、民用、汽车产业及精密零件的制备等领域被广泛应用。金属半固态成形技术可主要分为两种，流变成形(Rheoforming)和触变成形(Thixoforming)，应变诱导激活熔化法(Strain InducedMeltActivation)简称SIMA法是一种触变成形方法，此方法具有流程短、操作简单、成形温度低、模具寿命长等优点，受到国内外学者广泛研究；SIMA法核心是先对金属进行塑性变形储存变形能然后进行等温处理获得半固态组织；与传统铸造或锻造相比，具有成形温度低、气孔少、组织致密、材料利用率高等特点。因此采用半固态成形方法制备型材有望解决现有型材生产中材料利用率低、力学性能低、生产周期长、缺陷多等问题。
[0003]型材挤压是一种大塑性变形成形方法，具有流程短，出料平稳，能耗低，组织致密，晶粒细小等特点；在生产中想要挤出长度尚可的型材，需要运送相当长的坯料，这也增大了挤压开动所需的力；每次挤压结束后由剪切装置将残料部分与模具剪断分离，这就造成一定程度上的浪费。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种型材半固态卧式挤压装置，在保证较高的生产效率的前提下降低生产成本；包括挤压杆芯杆1、挤压杆2、模具3、水冷装置4、主缸8、供锭器9、牵引装置10；主缸8内部从左到右依次设有挤压杆2、供锭器9、挤压筒、模具3，挤压杆2、挤压筒、模具3的中轴线在一条直线上；供锭器9可以上下移动实现供锭，所述挤压筒具有保温的功能，挤压筒末端为锥形结构，设置在模具3的内部，在主缸8的一侧设有牵引装置10和水冷装置4；水冷装置4紧贴出料口安置。
[0005]优选的，本专利技术所述挤压杆2外面设有挤压杆芯杆1，挤压杆芯杆1带动着挤压杆2挤压坯料7。
[0006]优选的，本专利技术所述挤压筒包括挤压筒内衬5、挤压筒外套6，挤压筒内衬5具有保温的功能，挤压筒末端为锥形结构。
[0007]本专利技术的另一目的在于使用上述装置的型材半固态挤压方法，在半固态浆料状态下进行型材挤压变形，之后推进至模具中进行成型，在挤压过程中临近固相线温度的坯料在锥形挤压筒中由于热变形效应升温至半固态温度区间，形成浆料状态，浆料具有较好的流动性，通过模具时固相晶粒储存大量变形能，在凝固时释放变形促使再结晶达到制备细晶型材的目的，此工艺流程较短、可实现进净成型、型材晶粒细化效果明显，具体包括以下步骤：
[0008](1)首先将铸态金属坯料进行冷变形处理，对变形后的坯料在固相线温度下进行等温处理。
[0009](2)通过供锭器9快速的将步骤1处理后的金属坯料送入主缸8，通过挤压杆2将坯料7推入挤压筒内，锥形挤压筒由于变形热效应为坯料升温，升温至半固态温度。
[0010](3)将半固态浆料由锥形挤压筒中推进至模具3中挤压成型，挤压完成后型材通过水冷装置4进行水淬处理。
[0011]优选的，本专利技术步骤(1)中冷变形量范围为20％～50％。
[0012]优选的，本专利技术步骤(2)中等温温度为T
S
下10～20℃，加热时间为2～3h，T
S
为固相线。
[0013]优选的，本专利技术步骤(2)中锥形挤压筒温度为Ts，在挤压过程中存在变形热效应，能够保持以半固态浆料的状态进行变形，挤压速度为2～3mm/s。
[0014]优选的，本专利技术步骤(3)中浆料在挤压杆持续推进下经过模具，模具温度为T
L
/2，锥形挤压筒与模座闭合，挤出零件，T
L
为液相线温度。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016](1)现有的半固态成型性极差，基本上都是在空间有限的容积里成型；而且流动性也差，不适合铸造；浇注成半固态浆料，它需要更高的能耗，其次需冷却至固相线温度下才能挤压，否则挤压杆推不进软塌塌的浆料，这就降低了挤压效率。本专利技术采用供锭器，以固态的形式推入锥形挤压筒，锥形挤压筒由于变形热效应可以为坯料升温，升温至半固态，利用半固态浆料流动性良好的优势可以成形复杂截面型材。
[0017](2)本专利技术采用外置水冷装置，型材经挤出后立即水淬处理，可以获得性能优异的产品；本专利技术中装置可以实现连续不间断挤压，新旧坯料连接处为半固态状态，比起固态与固态，连接效果更好；本专利技术工艺流程较短、型材晶粒细化效果好，并且可实现近净成型。
[0018]本专利技术所述变形热效应的原理为：
[0019]在挤压铝合金时，挤压温度和挤压速度是挤压过程中的2个主要参数；塑性形变区的温度在于胚料加热温度、形变热及其被周边物质所消化吸收的发热量；挤压速度或金属材料流动速度越大，被周边物质消化吸收的发热量就越小，塑性形变区的温度就越高，相反也是；在一定的形变水平下，或是挑选适合的加热温度，或是挑选适合的形变速率，都能够使塑性形变区的温度维持在要求的范围内；当形变速率较慢时，务必提升加热温度；而形变速率很大时，则务必减少加热温度；本专利技术运用锥型挤压筒和较低的模具温度可得到较高的挤压成型效率。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的装置示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。
[0022]实施例1
[0023]一种型材半固态卧式挤压装置，如图1所示，包括挤压杆芯杆1、挤压杆2、模具3、水冷装置4、主缸8、供锭器9、牵引装置10；主缸8内部从左到右依次设有挤压杆2、供锭器9、挤压筒、模具3，挤压杆2、挤压筒、模具3的中轴线在一条直线上；供锭器9可以上下移动实现供
锭，所述挤压筒具有保温的功能，挤压筒末端为锥形结构，设置在模具3的内部，在主缸8的一侧设有牵引装置10和水冷装置4；水冷装置4紧贴出料口安置；所述挤压杆2外面设有挤压杆芯杆1，挤压杆芯杆1带动着挤压杆2挤压坯料7；所述挤压筒包括挤压筒内衬5、挤压筒外套6，挤压筒内衬5具有保温的功能，挤压筒末端为锥形结构。
[0024]实施例2
[0025]本实施例所述一种型材半固态挤压的方法，采用6061铝合金进行挤压，该合金固相线温度为580℃，液相线温度650℃，具体步骤如下：
[0026](1)首先将20％变形量的坯料置于575℃保温2h。
[0027](2)将加热坯料送进供锭器，采取2mm/s的挤压速度、580℃挤压筒温度、325℃模具温度进行挤压，获得半固态挤压型材。
[0028](3)对半固态挤压型材进行在线水淬处理。
[0029]本实施例采用对6061铝合金引入变形能后进行挤压，最终获得具有光洁表面、性能良好的半固态挤压型材。
[0030]实施例3
[0031]本实施例所述一种型材半固态挤压的方法，采用6082铝合金进行挤压，该合金固相线温度为585本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种型材半固态卧式挤压装置，其特征在于：包括挤压杆芯杆(1)、挤压杆(2)、模具(3)、水冷装置(4)、主缸(8)、供锭器(9)、牵引装置(10)；主缸(8)内部从左到右依次设有挤压杆(2)、供锭器(9)、挤压筒、模具(3)，挤压杆(2)、挤压筒、模具(3)的中轴线在一条直线上；供锭器(9)可以上下移动实现供锭，所述挤压筒具有保温的功能，挤压筒末端为锥形结构，设置在模具(3)的内部，在主缸(8)的一侧设有牵引装置(10)和水冷装置(4)；水冷装置(4)紧贴出料口安置。2.根据权利要求1所述型材半固态卧式挤压装置，其特征在于：所述挤压杆(2)外面设有挤压杆芯杆(1)，挤压杆芯杆(1)带动着挤压杆(2)挤压坯料(7)。3.根据权利要求1所述型材半固态卧式挤压装置，其特征在于：所述挤压筒包括挤压筒内衬(5)、挤压筒外套(6)，挤压筒内衬(5)具有保温的功能，挤压筒末端为锥形结构。4.一种使用权利要求1所述装置制备型材的半固态挤压方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)首先将铸态金属坯料进行冷变形处理，对变形后的坯料在固相线...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖寒，钱成，张庆彪，杨智强，侯美玉，单强超，李祖来，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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