多道次ECAP的模具设计及实验研究

摘要

为了研究多道次等径角挤压(ECAP)工艺制备超细晶材料,以解决传统ECAP模具存在的飞边和装拆困难等问题,提出了一种对称分模自由套模具的设计方案。该方案是将凹模模芯设计成对称拼块式并通过凹模座进行预紧;凹模座内表面与凹模外表面均采用锥面的设计,当受到挤压时,凹模的闭合会愈来愈紧而不易产生飞边,拆卸时只需将模具倒扣反压即可轻松脱模。同时,基于虚拟设计技术优化了模具的结构和工艺参数,进行了ECAP制样及相关实验的研究。研究结果表明,模具设计方案有效防止飞边产生,实验效果较好。金相显微组织观察表明,随着挤压道次的增加,平均晶粒尺寸逐渐减小。显微硬度分析表明,随着挤压道次的增加,试样的硬度有大幅度的提高。