專利名稱：一種制備超細晶塊體材料的倒t形擠壓模具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模具，尤其是一種倒T形大塑性變形擠壓模具，用于制備超 細晶塊體材料的模具。
背景技術：
大塑性變形技術(簡稱SPD)具有強烈的晶粒細化作用，可以直接將材料的內部組 織細化到亞微米乃至納米級，已被國際材料學界公認為是制備塊體超細晶材料的最有前途 的方法。最近幾年大塑性變形技術得到了迅猛的發展，主要有等徑角擠壓法(ECAP)、高壓 扭轉(HPT)、往復擠壓(CEC)、累積軋制(ARB)等。其中等徑角擠壓法發展最為迅猛，同其它 大塑性變形方法相比，等徑角擠壓法可較容易地實現多次重復變形，試樣在變形過程中承 受嚴重的純剪切應變，使試樣在斷面形狀和尺寸不改變的情況下獲得大塑性變形，從而使 組織細化到亞微米甚至納米數量級，且得到的是致密，無污染的塊體超細晶材料。同時，調 整剪切面和剪切方向可以獲得不同的結構和組織。 但是在現有技術中，由于模具通常采用單邊轉角擠壓，道次擠壓變形量小，往往需 要進行五道次甚至更多道次才能累積足夠的變形量，變形效率低，同時進行多道次擠壓尾 料切除量大，生產成本高。
發明內容本實用新型的目的在于改進模具結構，克服現有技術變形效率低、道次擠壓變形 量小的缺陷，提供一種制備超細晶塊體材料的倒T形擠壓模具，使其具有道次擠壓變形量 大、利用極少道次就能達到大的變形量、晶粒細化能力強、操作方便、結構簡單、可反復擠壓 的優點。 本實用新型是通過以下技術法案實現的，本實用新型包括上模、下模、模套、擠壓 桿；沿分模面將模具分為上模、下模，上模、下模緊密結合放入模套內，(沿分模面形成的) 上模垂直通道與下模水平通道構成倒T形擠壓通道，且上模垂直通道與下模水平通道橫截 面面積相等、形狀相同，形狀為方形。坯料和擠壓桿從上模垂直通道放入，擠壓桿截面設計 為方形(也可為圓形)，為保證擠壓桿在擠壓時不產生應力集中而損害擠壓桿，保證擠壓桿 在工作時的穩定，將其末端設計為階梯狀。 本實用新型采用模具鋼制作倒T形擠壓模具，上、下模受力狀況是本模具設計考 慮的主要因素。為了使坯料易于放入擠壓通道，一般坯料的寬度總比通道寬度略小。擠壓 開始時，坯料先鐓粗，逐漸與模壁接觸，擠壓繼續進行，通道內壁則受到強烈的材料變形力 擠壓，因此需要保證模具具有高強度。傳統模具在擠壓過程中，由緊固螺栓承受變形力。本 模具設計為橫向兩瓣式，沿分模面將模具分為上模和下模，上模保持擠壓通道的完整性，改 變了模具的受力方式.變形力主要由完整的擠壓通道承受。擠壓桿截面外形為方形(或圓 形)，末端為階梯狀，其高度由坯料的長短確定。 本實用新型的技術核心在于上模和下模合攏在一起形成倒T形擠壓通道。在擠壓過程中，坯料在擠壓桿的作用下，從上模垂直通道向下擠壓，到達上模垂直通道與下模水 平通道的交接處，材料發生剪切變形，由于材料是在水平方向上向兩邊流動，形成兩個剪切 面，對坯料產生較大的塑性變形。當擠壓桿階梯臺與上模凸起的方形凸臺相接觸，擠壓過程 結束。擠壓結束后坯料停留在下模水平通道中。脫模時，利用壓力機回程力將擠壓桿拔出， 上下模分離，將坯料取出。完成一次擠壓，可旋轉工件放入上模垂直通道重復以上過程，配 合熱處理實現多道次大塑性變形，通過回復再結晶工藝得到細小均勻的晶粒。 本實用新型道次變形量大，變形效率高，具有顯著的晶粒細化效果，金屬型模具結 構簡單，加工容易，適用面廣，節省材料，降低成本。
圖1為本實用新型的倒T形擠壓模具結構示意圖； 圖2為本實用新型的擠壓桿示意圖。 圖中，1-上模，2-下模，3-模套，4-擠壓桿。
具體實施方式如圖1和圖2所示，本實用新型包括上模1、下模2、模套3、擠壓桿4。沿分模面 將模具分為上模1、下模2。上模1、下模2緊密結合放入模套3內，沿分模面形成的上模垂 直通道與下模水平通道構成倒T形擠壓通道，且上模垂直通道與下模水平通道橫截面面積 相等、形狀相同，形狀為方形。坯料和擠壓桿4從上模垂直通道放入，擠壓桿4截面設計為 方形(也可為圓形)，末端設計為階梯狀。
權利要求一種制備超細晶塊體材料的倒T形擠壓模具，其特征在于由上模(1)、下模(2)、模套(3)、擠壓桿(4)構成；沿分模面將模具分為上模(1)、下模(2)，上模(1)、下模(2)緊密結合放入模套(3)內，上模垂直通道與下模水平通道形成倒T形擠壓通道，擠壓桿(4)從上模垂直通道放入。
2. 根據權利要求1所述的制備超細晶塊體材料的倒T形擠壓模具，其特征是上模垂直 通道和下模水平通道的橫截面形狀相同、面積相等，形狀為方形，模具為橫向兩瓣式。
3. 根據權利要求1所述的制備超細晶塊體材料的倒T形擠壓模具，其特征是擠壓桿 (4)截面設計為方形或圓形，其末端為階梯狀。
專利摘要本實用新型是一種制備超細晶塊體材料的倒T形擠壓模具。由上模(1)、下模(2)、模套(3)、擠壓桿(4)組成。沿分模面將模具分為上模(1)、下模(2)，上模(1)、下模(2)緊密結合放入模套(3)內，上模垂直通道與下模水平通道形成倒T形擠壓通道，且上模垂直通道與下模水平通道的橫截面形狀相同、面積相等，形狀為方形。坯料和擠壓桿(4)從上模垂直通道放入，擠壓桿(4)截面設計為方形(也可為圓形)，為保證擠壓桿在擠壓時不產生應力集中而損害擠壓桿，保證擠壓桿工作時的穩定，將其末端設計為階梯狀。本實用新型道次變形量大，變形效率高，利用極少道次就能達到大的變形量，具有顯著的晶粒細化效果，金屬型模具結構簡單，加工容易，適用面廣，節省材料，降低成本。
文檔編號B21C25/02GK201543670SQ200920253790
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者史慶南, 王效琪, 肖瀟, 起華榮 申請人:昆明理工大學