一种超高压预紧离散式挤压模具及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高压预紧离散式挤压模具，包括离散式挤压通道，离散式挤压通道的上下表面分别设有上定位板

【技术实现步骤摘要】
一种超高压预紧离散式挤压模具及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种挤压模具及其制备方法，尤其涉及一种超高压预紧离散式挤压模具及其制备方法
。

技术介绍

[0002]铝屑固态回收工艺是新型铝屑再生加工工艺，由于避免了熔炼过程，因而能耗较小
、
铝损耗较少，具有广泛应用前景
。
固态回收工艺是建立在大塑性变形理论上的等通道转角挤压方法，简称
ECAP
工艺，是一种制备超细晶材料的有效方法，即通过外力强行挤压铝屑促使其通过转角，不仅可以通过转角处纯剪切力的作用有效的细化材料内部的晶粒尺寸，而且还能使材料内部组织具有较高的均匀性，并可进行连续生产
。
[0003]目前的固态热挤压模具主要是等通道转角挤压模具，比如，由左右凹模和中间模具三个部分通过螺栓预紧的方式固定在一起，添加了可加热的加热管和测温热电偶，中间模具应用了等通道转角挤压
(ECAP)
的工艺思路，试样尺寸为
10mm
×
10mm
×
100mm
，可提高挤压效率和模具自身具备加热功能，模具零件具有互换性
。
但模具承压强度不足，导致挤压道次少，模具挤压压力低，所生产型材缺陷多，强度不足，使生产成本高，生产效率低，模具使用寿命低
。
[0004]现有等通道转角模具挤压道次仅为2至3道，模具材料选用
20CrMnTi(
渗碳齿轮钢
)
，屈服极限为
960MPa
，顶杆所能承受的最大轴向载荷
F
为
96kN
，通道承载力不超过
0.5GPa
，采用螺钉配合的连接固定方式在挤压过程很容易由于挤压力产生的轴向拉应力作用下发生松动或断裂
。
由于铝屑挤压型材质量与挤压道次和挤压压力正相关，此模具挤压压力低，所生产型材缺陷多，强度不足，使生产成本高，生产效率低，螺钉连接的方式使得模具使用寿命低
。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种可提高挤压过程压力
、
生产效果高的超高压预紧离散式挤压模具；
[0006]本专利技术的第二个目的是提供上述的超高压预紧离散式挤压模具的制备方法
。
[0007]技术方案：本专利技术的一种超高压预紧离散式挤压模具，包括离散式挤压通道，所述离散式挤压通道的上下表面分别设有上定位板
、
下定位板，所述上定位板设有用于配合压力机进行挤压的压头，所述离散式挤压通道的外周设有用于分散离散式挤压通道压力的支撑环，所述支撑环的环内通道路径尺寸与离散式挤压通道尺寸相匹配；所述支撑环的外侧设有用于防止离散式挤压通道和支撑环断裂的预紧结构；
[0008]所述离散式挤压通道包括分别设有挤压通道的直通道离散块和弯通道离散块；所述直通道离散块为沿垂直通道方向斜切剖分的离散块拼接而成；所述弯通道离散块为沿径向切割的离散块拼接而成
。
[0009]其中，所述离散式挤压通道包括五个道次；第一道次包括两组直通道离散块和一
组弯通道离散块；第二
、
三
、
四道次均包括一组直通道离散块和一组弯通道离散块；第五道次包括三组直通道离散块
。
第一道次的长度为
100mm
～
200mm
；第二
、
三
、
四道次的长度均为
120mm
；第五道次的长度为
160mm。
[0010]其中，直通道离散块的内孔高径比为
0.5
～2；第一
、
二
、
三
、
四道次及第五道次的第一
、
二组离散块的孔径均为
50mm
，高度均为
60mm
，厚度均为
60mm
；第五道次最后一组离散块的孔径，即出口离散块的孔径为
45mm
，高度为
40mm
，厚度为
60mm。
[0011]其中，所述离散式挤压通道为等径转角通道
。
[0012]其中，所述直通道离散块沿垂直通道方向偏斜可偏斜0°
～
30
°
剖分为四个大小相同的离散块；优选偏斜
20
°
。
[0013]其中，所述弯通道离散块通过径向切割的方式将弯通道剖分四等分为四块，其通道内外角为
90
°
。
[0014]其中，所述支撑环的数量与离散式挤压通道的道次数量相匹配
。
[0015]其中，所述支撑环通过定位销定位于离散式挤压通道的外侧
。
[0016]其中，所述预紧结构为钢丝缠绕层，所述钢丝缠绕层包括套设于支撑环外侧的外筒，缠绕于外筒上的钢丝
。
[0017]专利技术原理：现有等通道转角模具在工作时其通道内壁的周向拉应力很容易会超过材料的抗拉强度，进而在其通道内壁产生纵向断裂，因此运用“未裂先分”的思想对模具容易产生裂纹的部位首先进行剖分，因势利导地对通道进行纵向离散，使作用在较小面积的通道内壁上的压力通过传递作用在具有较大面积的外层支撑环内壁上，由于支撑环内壁面积较大，在支撑环内壁上产生的单位压力就相对较小；各层剖分块可以通过相互摩擦阻力来降低内部压力向外的传递；能够最大限度地减小通道周向拉应力，降低通道横向
、
纵向断裂的可能性，大大提高了通道挤压过程中通道承载压力的极限
。
[0018]铝屑块在转角挤压模具内会经过不同道次的挤压，由于铝屑挤压型材质量与挤压道次正相关，多转角挤压模具可极大的提高试样的挤压效率，有效避免了利用单转角挤压模具进行多道次挤压的繁琐工序
。
利用不同支撑环的路径组合成可拆卸可改变挤压道次的支撑环组合，实现在同一模具内从2道次到5道次的挤压
。
例如图6中为5道次模具的示意图
。
[0019]有益效果：本专利技术与现有技术相比，取得如下显著效果：本专利技术在应用等通道转角挤压技术的基础上引入了剖分的思路，设计了一种新型的超高压预紧离散式挤压模具，不仅提高模具承载力，提高铝屑挤压制品质量和效率，并且降低了模具的制造成本，实现模具通道承载压强超过
1.2Gpa。
本专利技术通过钢丝缠绕预紧，提高模具的使用寿命
。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术的离散式挤压通道组合体结构示意图及等径转角通道透视图；
[0022]图3为本专利技术的直通道离散块的结构示意图；
[0023]图4为本专利技术的弯通道离散块的结构示意图；
[0024]图5为通道支撑环组合体的结构示意图；
[0025]图6为支撑环组合路径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超高压预紧离散式挤压模具，其特征在于，包括离散式挤压通道
(4)
，所述离散式挤压通道
(4)
的上下表面分别设有上定位板
(3)、
下定位板
(7)
，所述上定位板
(3)
设有用于配合压力机进行挤压的压头
(1)
，所述离散式挤压通道
(4)
的外周设有用于分散离散式挤压通道
(4)
压力的支撑环
(5)
，所述支撑环
(5)
的环内通道路径尺寸与离散式挤压通道
(4)
尺寸相匹配；所述支撑环
(5)
的外侧设有用于防止离散式挤压通道
(4)
和支撑环
(5)
断裂的预紧结构
(6)
；所述离散式挤压通道
(4)
包括分别设有挤压通道的直通道离散块
(401)
和弯通道离散块
(402)
；所述直通道离散块
(401)
为沿垂直和水平通道方向斜切剖分的离散块拼接而成；所述弯通道离散块
(402)
为沿径向切割的离散块拼接而成
。2.
根据权利要求1所述的超高压预紧离散式挤压模具，其特征在于，所述离散式挤压通道
(4)
包括五个道次；第一道次包括两组直通道离散块
(401)
和一组弯通道离散块
(402)
；第二
、
三
、
四道次均包括一组直通道离散块
(401)
和一组弯通道离散块
(402)
；第五道次包括三组直通道离散块

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，王金龙，吴楠楠，梁晓波，谷洲之，张磊，吴刚，杨权权，刘玉伟，李章，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：