一種材料擠壓模具及其成形方法與流程

本發(fā)明屬于材料擠壓技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型鐓粗和擠壓相結(jié)合的復(fù)合成形方法，具體涉及一種材料擠壓模具及其成形方法。

背景技術(shù)：

擠壓和鐓粗是金屬材料塑性成形兩種基本成形方法，兩種成形方式都能夠有效地細(xì)化材料組織，改善材料的綜合性能。但在實(shí)際操作中，鐓粗和擠壓相結(jié)合的變形方式并不多見(jiàn)，將鐓粗和擠壓結(jié)合可更大程度上提高了材料成形的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種材料擠壓模具及其成形方法，以解決目前細(xì)晶材料制備方法中存在的工序復(fù)雜、可操作性不強(qiáng)及成形效率低的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種材料擠壓模具，包括沖模和型模組成，沖模為一圓柱體，型模為一中空的圓柱體，中空部分為成形型腔，成形型腔由擠入段、擠壓段和擠出段組成，擠入段與擠出段為一圓柱體通道，擠壓段為一兩側(cè)帶有圓弧凸起的圓柱體通道，擠入段下端連接擠壓段兩側(cè)圓弧凸起，擠出段上端連接擠壓段兩側(cè)圓弧凸起相接。

所述的擠壓段兩側(cè)的圓弧長(zhǎng)軸為a，短軸為b橢圓的一段，兩圓弧所在的橢圓的中心點(diǎn)距離為l，其中0.5≤b/a<1。

所述的沖模的圓形橫截面直徑為d，長(zhǎng)度為12l～～15l，擠入段的圓形橫截面直徑為d，長(zhǎng)度為10l；擠出段的圓形橫截面直徑為d1，長(zhǎng)度為3l；其中，d1<d，d1<a。

一種材料擠壓成形方法，包括以下步驟：

步驟一，準(zhǔn)備：清潔材料擠壓模具的型模的成形型腔，在第一預(yù)成形材料外表面和材料擠壓模具的型模的成形型腔上涂抹擠壓潤(rùn)滑劑；

步驟二，裝配：將第一預(yù)成形材料放置于材料擠壓模具的型模的成形型腔的擠入段中，第一預(yù)成形材料的下端面與擠壓段的上端面相接觸，第一預(yù)成形材料的上端面為擠壓端面，沖模的一端連接到擠壓裝置的裝夾固定端，另一端為擠壓工作端，與第一預(yù)成形材料的擠壓端面相接觸；

步驟三，擠壓成形：開(kāi)啟擠壓裝置，沖模以1～10mm/s的擠壓速度擠壓第一預(yù)成形材料，當(dāng)沖模的擠壓工作端面與材料擠壓模具的擠入段的下端面重合時(shí)，關(guān)閉擠壓裝置，停止沖模的擠壓運(yùn)行；

步驟四，擠出成形：再開(kāi)啟擠壓裝置，沖模以10～20mm/s的速度提升，當(dāng)沖模完全從材料擠壓模具的型模的成形型腔出來(lái)時(shí)，將第二預(yù)變形材料放置于材料擠壓模具的型模的成形型腔的擠入段中，開(kāi)啟擠壓裝置，沖模以1～10mm/s的擠壓速度擠壓第二預(yù)變形材料，當(dāng)沖模的擠壓端面與材料擠壓模具的擠入段的下端面重合時(shí)，關(guān)閉擠壓裝置，停止沖模的擠壓運(yùn)行，第二預(yù)變形材料會(huì)將第一預(yù)變形材料擠出材料擠壓模具的型模的成形型腔，第一預(yù)變形材料依次經(jīng)過(guò)擠壓模具的擠入段、擠壓段、擠出段的變形，完成第一預(yù)成形材料的擠壓變形；

步驟五，成形收尾：開(kāi)啟擠壓裝置，沖模以10～20mm/s的速度提升，沖模完全從材料擠壓模具的型模的成形型腔出來(lái)。

所述預(yù)成形材料為圓柱棒材，圓柱棒材的直徑為d，預(yù)成形材料的長(zhǎng)度為5l～8l。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

本發(fā)明采用的棒型材料擠壓成形的技術(shù)方案，可實(shí)現(xiàn)材料的鐓擠壓相結(jié)合的復(fù)合成形方式。材料在模具型腔的擠壓段處，能夠受到兩側(cè)不同時(shí)的鐓粗和擠壓變形，由于變形部位的存在一個(gè)時(shí)序落差，致使兩個(gè)變形部位之間的材料還受到一個(gè)剪切變形。因此，材料受到三向壓應(yīng)力、鐓擠和剪切變形三個(gè)同時(shí)作用力下，獲得比傳統(tǒng)單純擠壓成形更大的變形程度，有利于材料組織的改善和材料性能的提高，具有變形效果好，速度快，效率高的優(yōu)點(diǎn)，該發(fā)明具有成形方法簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，有利于提高材料的生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的仰視圖；

圖3為本發(fā)明的成形型腔的局部放大圖；

圖4為本發(fā)明在擠壓成形中填充情況的示意圖。

其中，1為沖模；2為型模；3為擠入段；4為擠壓段；5為擠出段。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例：

預(yù)成形材料為圓柱棒材，圓柱棒材的直徑為10mm，預(yù)成形材料的長(zhǎng)度為70mm。

圖1～3示出了材料擠壓模具的結(jié)構(gòu)，由沖模1和型模2組成，成形型腔位于型模2中，由擠入段1、擠壓段4和擠出段5組成；

沖模1為一圓柱體，圓形橫截面的直徑為10mm，沖模1的長(zhǎng)度為120mm；

型模2為一中空的圓柱體，中空部分為成形型腔；

成形型腔的擠入段1為一圓柱體通道，橫截面為圓形，圓形的直徑為10mm，擠入段1的長(zhǎng)度為100mm；

成形型腔的擠壓段4為一帶有兩圓弧凸起的通道，兩圓弧分別位于擠壓段4的兩側(cè)，圓弧均為長(zhǎng)軸為12mm，短軸為8mm橢圓的一段，兩圓弧所在的橢圓的中心點(diǎn)距離為l，擠入段1和擠出段5分別與擠壓段4的兩圓弧凸起相接；

成形型腔的擠出段5為一圓柱體通道，橫截面為圓形，圓形的直徑為8mm，擠出段5的長(zhǎng)度為30mm；

本發(fā)明采用上述材料擠壓模具的成形方法步驟為：

步驟一，準(zhǔn)備：清潔材料擠壓模具的型模2的成形型腔，在第一預(yù)成形材料外表面和材料擠壓模具的型模2的成形型腔上涂抹擠壓潤(rùn)滑劑；

步驟二，裝配：將第一預(yù)成形材料放置于材料擠壓模具的型模2的成形型腔的擠入段1中，第一預(yù)成形材料的下端面與擠壓段4的上端面相接觸，第一預(yù)成形材料的上端面為擠壓端面，沖模1的一端連接到擠壓裝置的裝夾固定端，另一端為擠壓工作端，與第一預(yù)成形材料的擠壓端面相接觸；

步驟三，擠壓成形：開(kāi)啟擠壓裝置，沖模1以8mm/s的擠壓速度擠壓第一預(yù)成形材料，當(dāng)沖模1的擠壓工作端面與材料擠壓模具的擠入段1的下端面重合時(shí)，關(guān)閉擠壓裝置，停止沖模1的擠壓運(yùn)行；

步驟四，擠出成形：再開(kāi)啟擠壓裝置，沖模1以15mm/s的速度提升，當(dāng)沖模1完全從材料擠壓模具的型模2的成形型腔出來(lái)時(shí)，將第二預(yù)變形材料放置于材料擠壓模具的型模2的成形型腔的擠入段1中，開(kāi)啟擠壓裝置，沖模1以8mm/s的擠壓速度擠壓第二預(yù)變形材料，當(dāng)沖模1的擠壓端面與材料擠壓模具的擠入段1的下端面重合時(shí)，關(guān)閉擠壓裝置，停止沖模1的擠壓運(yùn)行，第二預(yù)變形材料會(huì)將第一預(yù)變形材料擠出材料擠壓模具的型模2的成形型腔，第一預(yù)變形材料依次經(jīng)過(guò)擠壓模具的擠入段1、擠壓段4、擠出段5的變形，完成第一預(yù)成形材料的擠壓變形；

步驟五，成形收尾：開(kāi)啟擠壓裝置，沖模1以15mm/s的速度提升，沖模1完全從材料擠壓模具的型模2的成形型腔出來(lái)。

有上述方法可見(jiàn)，可實(shí)現(xiàn)材料的鐓粗和擠壓相結(jié)合的復(fù)合成形，具有變形效果好，速度快，效率高的優(yōu)點(diǎn)，可滿(mǎn)足材料科學(xué)工程中科研和生產(chǎn)的需求。通過(guò)更改模具的形狀和尺寸，具體實(shí)施方式不變，滿(mǎn)足不同棒型材料的成形要求。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種材料擠壓模具及其成形方法，包括沖模和型模組成，沖模為一圓柱體，型模為一中空的圓柱體，中空部分為成形型腔，成形型腔由擠入段、擠壓段和擠出段組成，擠入段與擠出段為一圓柱體通道，擠壓段為一兩側(cè)帶有圓弧凸起的圓柱體通道，擠入段下端連接擠壓段兩側(cè)圓弧凸起，擠出段上端連接擠壓段兩側(cè)圓弧凸起相接，材料在模具型腔的擠壓段處，能夠受到兩側(cè)不同時(shí)的鐓粗和擠壓變形，由于變形部位的存在一個(gè)時(shí)序落差，致使兩個(gè)變形部位之間的材料還受到一個(gè)剪切變形，有利于材料組織的改善和材料性能的提高，具有變形效果好，速度快，效率高的優(yōu)點(diǎn)，該發(fā)明具有成形方法簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，有利于提高材料的生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：黨波;王引衛(wèi);雷同飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西京學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.31
技術(shù)公布日：2017.11.03