一種雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具及擠壓成型方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種層狀金屬復合材料的擠壓模具和擠壓成型方法，特別是涉及一種雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具及擠壓成型方法。
【背景技術】
[0002]層狀金屬復合材料是利用復合技術使兩種或兩種以上物理、化學、力學性能不同的金屬在界面上實現牢固冶金結合而制備得到的一種新型復合材料。雙層金屬復合材料由兩種金屬復合而成，它具有兩種金屬的優良性能，能夠發揮單一金屬難以起到的作用。
[0003]雙層金屬復合材料常規的復合工藝主要有兩種:一種是鑄造，即在已有的金屬板帶或型材上澆注另一種金屬液，另一種金屬液在凝固后附著在已有的金屬板帶或型材上，從而形成雙層金屬板帶或型材；另一種是摩擦焊，即在壓力的作用下，通過對待焊界面的摩擦，使界面的溫度升高達到熱塑性狀態，伴隨著材料產生的塑性流變，通過界面的分子擴散和再結晶來實現兩種金屬板帶或型材的焊接。然而，以上兩種常規復合工藝均存在流程長、能耗大、生產率低的缺點。
[0004]在現有金屬層狀復合技術的基礎上，開發與發展以低成本、高質量、生產過程短流程化的新復合技術顯得尤為重要，因此目前出現了雙層金屬復合材料的擠壓成型方法，傳統雙層金屬復合材料的擠壓成型方法是:將要復合的異種金屬表面清理后組裝成擠壓坯，然后在適當溫度、擠壓比下進行擠壓，在壓力作用下使金屬緊密接觸并達到復合。傳統擠壓成型方法的缺點是:(I)增加了金屬坯料的機械加工和組裝環節，增加了工藝流程；(2)兩種金屬組合后一起進行加熱，加熱溫度不好控制，容易出現溫度不均勻的情況，溫度不均勻會使擠壓過程中金屬的流動不均勻，導致板型變差甚至局部撕裂；(3)單向擠壓要求大功率的擠壓機，增加了購買擠壓機的成本，而且不能連續化生產；(4)擠壓過程中，兩層金屬之間的摩擦力小，焊合較差，這樣導致的結果是一方面使擠壓復合的材料受到限制，難以適用于焊合性能較差的金屬材料，另一方面是由于兩種金屬的焊合較差使產品的質量無法保證，容易出現雙層金屬復合板材開裂；(5)僅能成形簡單斷面的板帶或型材。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種低成本、高質量、生產效率高的雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具及擠壓成型方法。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案:
一種雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具，包括模具本體，所述模具本體的左、右兩端分別具有一個坯料腔，模具本體的中部具有一個復合型腔，該復合型腔的兩端分別與左、右兩個坯料腔連通；模具本體上還具有一個成型腔，該成型腔的一端與復合型腔連通，另一端延伸至模具本體的外壁并形成一個出料口，并且該成型腔橫截面的形狀尺寸與所要加工的板帶或型材的橫截面形狀尺寸相一致。
[0007]本發明的雙向擠壓模具的優點在于: 首先，本發明的雙向擠壓模具自身結構簡單，生產成本低、易于推廣應用。
[0008]其次，本模具采用雙向擠壓，兩種金屬不需要組合，減少了金屬坯料的機械加工和組裝環節，縮短工藝流程。
[0009]再次，本模具采用雙向擠壓，兩種金屬不需要組合，兩種金屬分開進行加熱，加熱溫度能夠準確控制，加熱溫度均勻，在加熱過程中金屬的流動均勻，不會出現局部撕裂的情況，板型的成型質量較好。
[0010]再次，本模具采用雙向擠壓，對擠壓機的功率要求低，降低了購買擠壓機的成本，并且雙向擠壓可以更好地細化晶粒，提高金屬的力學性能，使兩種金屬相互滲透，提高接觸面的接觸力和結合力。
[0011]再次，采用本模具，可以進行連續化生產，同時還可以使各組元的厚度均勻，產品尺寸精確，性能穩定，適于雙向擠壓復合的金屬多，而且生產成本低、效率高，易于實現大規模工業化生產，另外還能夠成型各種斷面的板帶或型材。
[0012]一種利用上述雙向擠壓模具來擠壓雙層金屬板帶或型材的成型方法，包括如下步驟:
1)對兩種不同的金屬坯料進行表面清理，然后對兩種金屬坯料進行加熱，加熱后將兩種不同的金屬坯料分別放入左、右兩個坯料腔內；
2)用左、右兩根坯料桿分別對兩種不同的金屬坯料進行擠壓，兩種金屬坯料在壓力的作用下進入復合型腔，在復合型腔內復合后進入成型腔，經過成型腔成型后由出料口出料，得到所需要的雙層金屬板帶或型材。
[0013]本發明的雙向擠壓成型方法的優點在于:
與傳統的擠壓成型方法相比，本發明的雙向擠壓成型方式可以減少金屬坯料的組裝環節，縮短工藝流程；同時由于兩種金屬分開進行加熱，加熱溫度能夠準確控制，加熱溫度均勻，在加熱過程中金屬的流動均勻，不會出現局部撕裂的情況，板型的成型質量較好；另外雙向擠壓對擠壓機的功率要求低，降低了購買擠壓機的成本，并且雙向擠壓可以更好地細化晶粒，提高金屬的力學性能，使兩種金屬相互滲透，提高接觸面的接觸力和結合力；雙向擠壓可以進行連續化生產，可以使各組元的厚度均勻，產品尺寸精確，性能穩定，適于雙向擠壓復合的金屬非常多，而且生產成本低、效率高，易于實現大規模工業化生產，另外還能夠成型各種斷面的板帶或型材。
[0014]與常規復合工藝相比，本發明的雙向擠壓成型方式流程短，能耗低，生產率高。
[0015]
【附圖說明】
圖1為本發明實施例1的雙向擠壓模具的結構示意圖；
圖2為本發明實施例2的雙向擠壓模具的結構示意圖；
圖3為實施例2雙向擠壓模具的半剖視圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
[0018]實施例1
參見圖1，一種雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具，包括模具本體3，模具本體3的形狀可以是圓軸、方軸、階梯軸等，本實施例的模具本體3為階梯形圓軸，其兩端的圓柱直徑小于其中部的直徑，并且其兩端的圓柱與其中部之間通過圓臺連接過渡；模具本體3左端的圓柱體內具有第一坯料腔2，模具本體3右端的圓柱體內具有第二坯料腔5，第一坯料腔2和第二坯料腔5的形狀可以是圓軸形、方軸形、階梯軸形等，本實施例的第一坯料腔2和第二坯料腔5都是圓軸形；模具本體3的中部內具有復合型腔4，復合型腔4的左、右兩端分別通過一個圓臺形的腔室與第一坯料腔2和第二坯料腔5連通；模具本體3的中部具有一個沿模具本體3的直徑方向延伸的成型腔8，該成型腔8的一端與復合型腔4連通，另一端延伸至模具本體3的外壁并形成一個出料口，并且該成型腔8橫截面的形狀尺寸與所要加工的板帶或型材的橫截面形狀尺寸相一致。
[0019]工作時，首先將兩種需要復合的圓柱形金屬坯料進行加熱，加熱至合適溫度后，將兩種圓柱形金屬坯料分別放入第一坯料腔2和第二坯料腔5內，然后通過伸縮裝置來控制位于左側的第一擠壓桿I和位于右側的第二擠壓桿7運動，第一擠壓桿I和第二擠壓桿7分別伸入第一坯料腔2和第二坯料腔5內并擠壓兩種金屬坯料，兩種金屬坯料在壓力的作用下進入復合型腔4，在復合型腔4內復合后進入成型腔8，成型腔8的橫截面可以設計成方形以用于生產雙層金屬板帶，也可以設計圓形以用于生產雙層金屬棒材，還可以設計成其它形狀以生產各種不同形狀的型材，本實施例的成型腔8的橫截面設計成方形，因此本實施例的雙向擠壓模具適用于生產雙層金屬板帶，雙層金屬板帶在成型腔8內成型后由出料口出料。
[0020]當兩種金屬坯料進入復合型腔4時，第一擠壓桿I和第二擠壓桿7同時兩種金屬坯料產生一個擠