镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具及挤压方法

摘要

镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具及挤压方法，目前镁合金棒材的挤压成型由于弯曲成型时坯料的弯曲半径不同，造成在相同半径处材料的组织并不均匀。镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具，其组成包括：固定板(1)，所述的固定板连接固定下模(2)，所述的下模和上模(3)用定位销固定并通过螺栓(5)连接在一起，所述的上模和下模相对端面的曲面形成通道(6)，所述的通道中段为旋形通道(9)。本发明用于镁合金方形棒材的挤压成型。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种模具及使用方法，具体涉及一种生产镁合金正方形截面棒材所使用的等通道旋形型腔的挤压模具及挤压方法。

背景技术：

镁合金在目前工程应用的金属结构材料中密度最轻，是21世纪最有发展前景的金属之一，其出色的性能得到了工程界的广泛关注。目前镁合金棒材的挤压成型技术是一个比较新颖且日渐成熟的技术。镁合金棒材等通道角挤压成型具有成形性能好、精度高、工序简单、操作方便、所得产品性能优异，应用广泛等优点。但由于弯曲成型时坯料的弯曲半径不同，造成在相同半径处材料的组织并不均匀，因此限制了人们对镁合金在一些要求等半径处拥有相同组织和性能方面的实验研究。

发明内容：

本发明的目的是提供一种镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具及挤压方法，根据材料在距心部相同半径处旋转成型的成型半径相同，来实现生产材料的等半径处拥有相同组织和性能。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具，其组成包括：固定板，所述的固定板连接固定下模，所述的下模和上模用定位销固定并通过螺栓连接在一起，所述的上模和下模相对端面的曲面形成通道，所述的通道中段为旋形通道。

所述的镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具，所述的通道由两端的直通道通过圆角衔接通道连接所述的旋形通道形成。

所述的镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具，所述的通道为右旋90°通道或左旋90°通道。

镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具的挤压方法，将镁合金棒材坯料在模具进口由推杆推入直通道，与模具一起进行预热，保持挤压温度100℃-300℃，然后用推杆以2mm/s-4mm/s的速度把坯料挤入模具的旋形通道中进行旋形变形，再经过圆角衔接通道完成旋形变形后由直通道对成制品进行规直处理，挤压过程中，在直通道出口旋加一背压力并在通道内部涂抹润滑油，挤压全过程中模具相对于工作台静止。

本发明的有益效果：

1.本发明采用一组不同的通道组合成一种复合的以中段旋形通道为重点的挤压通道，利用这一独特的结构，实现其独特的挤压加工生产过程。所得成制品在相同半径处具有相同的组织结构特性，细晶强化程度从材料心部向四周呈递增趋势，所生产棒材的表面晶粒细小，所以拥有更高的韧性，从而机械性能得以大幅提高。本发明通过在旋形通道内的热挤压加工中产生的动态再结晶，得到晶粒尺寸较小并且组织成分较均匀的镁合金，克服了已有技术的缺陷，在距离心部相同半径处的材料拥有相同的组织特征。大幅提高了材料的均匀性。

2.本发明设备轻巧，投资少，易于拆装，安全系数较高。

3.本发明结构简单，型腔形状可根据材料的性能和生产需要进行调整，模具加热方便，易于控制加工温度，调整工艺参数。

4.本发明圆角衔接通道位于旋形通道两端，分别与两端的直通道相连，衔接直通道与旋形通道，能够防止两通道之间的僵硬的锐边衔接损伤所加工的镁合金材料。

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。

附图2是附图1的A-A剖视图。

附图3是附图1的B-B剖视图。

附图4是附图1的C-C处通道截面剖视图。

附图5是附图1的D-D处通道截面剖视图。

附图6是附图1的E-E处通道截面剖视图。

附图7是附图1的F-F处通道截面剖视图。

具体实施方式：

实施例1：

镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具，其组成包括：固定板1，所述的固定板连接固定下模2，所述的下模和上模3用定位销4固定并通过螺栓5连接在一起，所述的上模和下模相对端面的曲面形成通道6，所述的通道中段为旋形通道9。

实施例2：

上述的镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具，所述的通道由两端的直通道7通过圆角衔接通道8连接所述的旋形通道形成。

所述的通道由直通道、圆角衔接通道、旋形通道、圆角衔接通道、直通道顺次连接组合而成。通道截面为20mm×20mm的正方形，角部为1mm的倒圆角。

所述通道的组成包括：两个直通道、两个衔接圆角通道和一个旋形通道。所述直通道位于模具两端，分别为材料的进口和出口；所述旋形通道位于模具中部，是挤压成型的主要变形区域；所述圆角衔接通道位于旋形通道两端，分别与两端的直通道相连，其作用主要是衔接直通道与旋形通道，防止两通道之间的僵硬的锐边衔接损伤所加工的镁合金材料。

实施例3：

上述的镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具，所述的通道为右旋90°通道或左旋90°通道。

附图2中箭头10表示背压方向，箭头11表示挤压方向，12表示要加工的坏料。

当坯料由通道的右端进入后，顺次经过一组通道完成左旋90°旋形挤压。

实施例4：

镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具的挤压方法，将所述的镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具固定在工作台上，使在挤压加工过程中模具相对于工作台静止，没有发生移动或者转动。将镁合金棒材坯料在模具进口由推杆推入直通道，与模具一起进行预热，保持挤压温度100℃-300℃，然后用推杆以2mm/s-4mm/s的速度把坯料挤入模具的旋形通道中进行旋形变形，再经过圆角衔接通道完成旋形变形后由直通道对成制品进行规直处理，挤压成型过程中，为防止材料破坏，在直通道出口旋加一背压力并在通道内部涂抹润滑油，挤压全过程中模具相对于工作台静止。本发明也可用于其他合金方形棒材的挤压成型。

实施例5：

所述的镁合金方形棒材等通道旋形型腔的挤压模具的挤压方法，采用镁合金材料坯料长度为80mm到90mm之间，横截面为边长为20mm的正方形，且角部进行半径1mm的倒圆处理。在加工过程中镁合金棒材坯料在模具进口被推杆推入直通道，依次经过圆角衔接通道、旋形通道、圆角衔接通道完成旋形变形后由直通道对成制品进行规直处理后，结束整个加工过程。

所述加工过程温度选择范围在100℃-300℃之间，坯料在放入直通道之后与模具一起进行预热，保温一定时间，生产前及生产过程中通过外置加热装置使模具温度保持在加工所需温度直到加工结束。

实施例6：

将长度为80-90mm的镁合金棒材加工成横截面为20mm的正方形形状的坯料，并对其角部进行半径为1mm的倒圆处理，然后把它放入直通道内，将材料与模具一起加热到240-250℃，保温20-30分钟，用推杆以2mm/s的速度沿着附图2中箭头11所示挤压方向，把材料挤入模具的旋形通道中进行旋形变形。推进到推杆离圆角衔接通道还有2mm处，停止推进。

断开电源，打开连接螺栓，移去上模，使棒材在空气中冷却，然后取出成制品，切除废料。清理模具并涂上下次加工所需润滑油，合上模具，完成一次加工。