專利名稱：鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具。
背景技術：
鎂合金在實用金屬中是最輕的金屬，具有高強度、高剛性，傳熱性、電磁波屏蔽性、 機械加工性能、耐凹陷性和抗蠕變性能好，在汽車、電子、電器、交通、航天、航空和國防軍事工業等領域具有重要的應用價值和廣闊的應用前景。但是，作為一種新興材料，鎂的現有使用狀況遠沒有充分發揮它的潛在優勢，鎂合金在實際工業應用方面的發展遠不及鋁合金和鋼鐵工業。鎂合金來變形時只有3個幾何滑移系，其中獨立滑移系只有2個，因此鎂合金的室溫塑性較低，即其冷變形是有限的。目前工程上鎂合金成形加工主要采用壓鑄、半固態成形及觸變成形等鑄造加工技術，全世界范圍內鎂合金產品有90%以上是鑄件，但是鑄造鎂合金存在晶粒粗大、力學性能較差、易產生缺陷等缺點。將鎂合金鑄錠通過鍛造、擠壓和軋制等塑性加工技術可以有效地改善鎂合金的微觀組織、消除鑄造缺陷、提高材料的力學性能。熱擠壓加工與其他加工方法的不同點在于，變形在近似密閉的工具內進行，材料在變形過程中承受很高的靜水壓力，有利于消除鑄錠中的夾渣、氣孔、疏松和縮尾等缺陷， 提高材料的可成形性，使材料在一次成形中能承受較大的變形量，從而使產品的組織性能得到提高。所以熱擠壓加工有利于最大限度的發揮金屬的塑性，生產靈活、工藝操作簡單， 熱擠壓制品尺寸精確、表面質量高。通常鎂合金的擠壓是在大型擠壓機或者壓力機上進行， 并且需要加熱和控溫裝置，比較適于應用在大尺寸擠壓制品上，但是現有的擠壓機不能很好的適應直徑較小的鎂合金棒材的加工，擠壓力偏大、模具尺寸和結構相對復雜、操作工序較多，生產周期長，更換模具困難。
發明內容本實用新型的目的是針對上述存在的問題提供一種鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，通過簡單的換模和自加熱，可加工出不同規格的直徑較小的鎂合金棒材。上述的目的通過以下的技術方案實現鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其組成包括下模座、上模座，所述的下模座連接下模，所述的下模座連接一組導柱，所述的導柱與所述的下模座過盈配合，所述的上模座分別連接上模、壓頭和一組導套，所述的上模和所述的上模座過盈配合，所述的上模和所述的壓頭間隙配合，所述的上模和所述的導套過盈配合，所述的上模與所述的下模之間通過錐面定位。所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的下模座與所述的上模座之間連接一組螺栓，所述的螺栓上套有彈簧和套筒。所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的上模和所述的下模外壁設有保溫套，所述的保溫套和所述的上模上設有貫通的不穿過上模內壁的測溫孔，所述的上模、所述的下模和所述的壓頭分別具有加熱孔。所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的下模的入模錐角度為60°，所述的下模的入口處采用半徑為2 3mm的圓角過渡。有益效果1、采用本實用新型能夠順利加工直徑d為φ壙30mm的鎂合金棒材，生產成本低， 材料利用率高，坯料變形均勻，擠壓力小，產品尺寸精度高，表面質量好。、本實用新型結構簡單，省去傳統的擠壓筒結構，更換模具方便，成本低廉，使用壽命長。、本實用新型上模、下模和壓頭分別設置有加熱孔，里面插入加熱棒，對模具進行自加熱，省去了額外的加熱裝置，并且避免了安裝過程中的熱量損失。并且在上模的外壁上套設有玻璃纖維保溫套，防止擠壓過程模具降溫過快。為了掌握擠壓過程模具的實際溫度， 保溫套和上模上設有貫通的接近上模內壁的測溫孔，測溫孔內插入測溫設備(如便攜式熱電偶)實時測量模具的溫度變化。、上模座和下模座上分別設有4根導套和導柱，還設有4個螺栓，螺栓上套有彈簧， 利用彈簧的彈性作用，上模座將模具帶起，方便于更換下模。、為了利于金屬流動，減小擠壓力，提高模具壽命，下模的入模錐度角α采用 60 °，下模入口處采用半徑為2mm的圓角過渡，定徑帶長度1選擇6mm，型腔尺寸d為 4 30mmo
附圖1是本實用新型的俯視圖。附圖2是附圖1的A-A剖面圖。附圖3是下模的主視圖，圖中α為入模錐度角，d為型腔尺寸。附圖4是下模的俯視圖。
具體實施方式
實施例1 鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其組成包括下模座7、上模座3，所述的下模座連接下模9，所述的下模座連接一組導柱10，所述的導柱與所述的下模座過盈配合，所述的上模座分別連接上模2、壓頭14和一組導套12，所述的上模和所述的上模座過盈配合，所述的上模和所述的壓頭間隙配合，所述的上模和所述的導套過盈配合，所述的上模與所述的下模之間通過錐面定位。實施例2 上述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的下模座與所述的上模座之間連接一組螺栓1，所述的螺栓上套有彈簧4和套筒6。實施例3 上述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的上模和所述的下模外壁設有保溫套13，所述的保溫套和所述的上模上設有貫通的不穿過上模內壁的測溫孔11，所述的上模、所述的下模和所述的壓頭分別具有加熱孔5。實施例4 上述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，所述的下模的入模錐角度為60°，所述的下模的入口處采用半徑為2 3mm的圓角過渡。本實用新型根據壓力機噸位、制品規格、所允許擠壓比范圍等確定上模工作內徑D 和外徑Dl符合Dl/D=2. 0 2· 2。在上模2外壁上套設有玻璃纖維保溫套13，防止擠壓過程模具降溫過快。為了掌握擠壓過程模具的實際溫度，保溫套13和上模2上設有貫通的接近上模內壁的測溫孔11， 測溫孔內插入測溫設備(如便攜式熱電偶)實時測量模具的溫度變化。本實用新型下模9采用整體結構，見圖3。為了利于金屬流動，減小擠壓力，提高模具壽命，下模的入模錐度角α采用60°，下模入口處采用半徑為2mm的圓角過渡，定徑帶長度1選擇6mm，型腔尺寸d為4 30讓。為了減小摩擦阻力，型腔下部導流孔15適當放大 2 4mmο本實用新型提供的成型模具可以在普通的立式液壓機上使用。擠壓完成后，松動螺栓1，壓力機此時回程，利用彈簧4的彈性作用將壓頭14、上模2和上模座3彈起一定高度(下模9上的錐面高度即可)，卸下下模9。根據擠壓棒的規格要求，通過簡單的更換下模， 能夠方便的擠壓多種規格的棒材。本實用新型所述壓頭、上模和下模采用常用的3Cr2W8V模具鋼材料制造，經過油淬和多次回火后硬度達到58飛0HRC。為了降低模具的成本，上模座和下模座等部分采用普通45鋼制造。以下給出制備的具體實施例。實施例(本實施例為擠壓直徑為20mm的鎂合金棒材)本實施例所用模具結構如圖1所示，上模2內徑為40mm，下模9型腔直徑為20mm， 模具擠壓過程如下(1)采用機加工將鎂合金坯料車成直徑為39. 9的圓柱體，將外表面均勻涂敷潤滑劑；將上模2和下模9內壁清理干凈后均勻涂敷潤滑劑；將壓頭14表面清理干凈后均勻涂敷潤滑劑。(2)上模2通過過盈配合壓入上模座3上，上模2和下模9通過錐面定位，將坯料 8裝入上模2內，壓頭14壓上坯料，用螺栓1將模具緊固。(3)將模具置于立式液壓機工作臺上。將加熱棒5安裝到壓頭14、上模2和下模 9中，通過溫度控制儀給模具和坯料加熱，加熱到預定溫度之后開動液壓機，開始擠壓。(4)引出擠壓棒，松動螺栓1，壓力機回程，此時利用彈簧4的彈性作用將壓頭14、 上模2和上模座3彈起一定高度(下模9上的錐面高度即可)，卸下下模9，清理模具，更換不同擠壓比的下模以備后用。本實施例擠壓過程中擠壓力很小，最大擠壓力只有200KN。獲得的鎂合金棒材表面光滑。
權利要求1.鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其組成包括下模座、上模座，其特征是所述的下模座連接下模座，所述的下模座連接一組導柱，所述的導柱與所述的下模座過盈配合，所述的上模座分別連接上模、壓頭和一組導套，所述的上模和所述的上模座過盈配合，所述的上模和所述的壓頭間隙配合，所述的上模和所述的導套過盈配合，所述的上模與所述的下模之間通過錐面定位。
2.根據權利要求1所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其特征是所述的下模座與所述的上模座的連接通過一組螺栓連接，所述的螺栓上套有彈簧和套筒。
3..根據權利要求1或2所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其特征是所述的上模和所述的下模外壁設有保溫套，所述的保溫套和所述的上模上設有貫通的不穿過上模內壁的測溫孔，所述的上模、所述的下模和所述的壓頭分別具有加熱孔。
4..根據權利要求1或2所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其特征是所述的下模的入模錐角度為60°，所述的下模的入口處采用半徑為2 3mm的圓角過渡。
5..根據權利要求3所述的鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具，其特征是所述的下模的入模錐角度為60°，所述的下模的入口處采用半徑為2 3mm的圓角過渡。
專利摘要鎂合金棒材自加熱擠壓成型模具。現有的擠壓機不能很好的適應直徑較小的鎂合金棒材的加工，擠壓力偏大、模具尺寸和結構相對復雜、操作工序較多，生產周期長，更換模具困難。本實用新型的組成包括下模座(7)、上模座(3)，所述的下模座連接下模(9)，所述的下模座連接一組導柱(10)，所述的導柱與所述的下模座過盈配合，所述的上模座分別連接上模(2)、壓頭(14)和一組導套(12)，所述的上模和所述的上模座過盈配合，所述的上模和所述的壓頭間隙配合，所述的上模和所述的導套過盈配合，所述的上模與所述的下模之間通過錐面定位。本實用新型用于鎂合金棒材自加熱擠壓成型。
文檔編號B21C25/02GK202006226SQ20102066128
公開日2011年10月12日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者于彥東, 崔林林, 李彩霞, 李超 申請人:哈爾濱理工大學