等通道转角挤压

摘要： 随着生物医用金属材料的市场应用快速增加,生物医用钛及钛合金已成为人体植入物的主要原料,然而相比于不锈钢及钴基合金,常规钛及钛合金虽在生物医用领域各方面性能都较为优异,但作为植入物处于人体较为复杂的环境中时,其各方面性能还有待提高。因此,超细晶钛及钛合金的研发在医用市场具有广阔的前景。目前,市场上超细晶金属材料的制备以剧烈塑性变形工艺为主,其中等通道转角挤压变形的制备方式较为成熟。对生物医用超细晶钛和钛合金的类型及特点作了简单的介绍,着重从等通道转角挤压变形方式制备的超细晶钛及钛合金在生物医学上的耐蚀性、生物相容性、力学性能及疲劳性能等方面进行了简述,对其在医疗市场的未来发展趋势作出了展望,并总结了其未来发展待解决的问题。

摘要： 通过多道次等通道转角挤压(ECAP)及后续时效制备具有超细晶结构的高强韧Al-Zn-Mg-Zr合金。在经过8道次ECAP和后续时效后,固溶态合金的屈服强度和抗拉强度分别由(98±10)MPa和(226±7)MPa显著提升到(405±7)MPa和(427±9)MPa,同时合金能保持较好的伸长率((17.4±2.5)%)。采用多尺度表征手段(透射电镜、背散射电子衍射和X射线衍射)揭示合金的微观结构(包括晶粒细化、析出相形貌和位错密度)在ECAP和后续时效中的演变。经过8道次ECAP后,原本粗大的长晶粒被细化成独特的双晶粒结构(由极细等轴晶和条状晶粒组成)。同时,具体讨论一系列强化效应(例如:位错强化和析出强化)在ECAP和后续时效中的作用。

摘要： 为了研究Al_(2)Ca相和Mg_(2)Ca相对Mg−Al−Ca−Mn合金腐蚀行为的影响,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、浸泡和电化学测试对仅含Al_(2)Ca相(2Ca)和仅含Mg_(2)Ca相(4Ca)的铸态及ECAP态合金进行研究。在腐蚀初期,两种铸态合金的腐蚀速度比ECAP合金的慢。随着腐蚀时间的延长,ECAP合金的腐蚀程度变得比铸态合金轻微,这主要归因于ECAP合金中第二相的有效细化及分散。此外,2Ca合金的腐蚀程度始终小于4Ca合金,表明Al_(2)Ca相比Mg_(2)Ca相更有利于提高Mg−Al−Ca−Mn合金的耐腐蚀性能。最后,根据合金腐蚀表面的形貌观察和电化学测试结果,对由Al_(2)Ca相和Mg_(2)Ca相的分布和形貌引起合金的不同腐蚀机理进行讨论。

摘要： 以ZM61镁合金为研究对象,在350°C下,采用Bc路径对ZM61镁合金进行了4道次的等通道转角挤压(ECAP),研究了挤压道次对ZM61镁合金的第二相、微观结构及力学性能的影响.结果表明:4道次ECAP处理后,晶界上连续网状Mg-Zn相被剪切成颗粒状弥散分布在基体组织中,合金的平均晶粒尺寸由200μm减小到20μm,晶粒尺寸较为均匀,主要原因是形变诱导引发的晶粒破碎和挤压过程中发生的动态再结晶现象;挤压过程中,晶粒取向发生改变,织构由原来基面的随机织构转变成ECAP变形后的剪切织构;同时,ECAP可显著提高ZM61镁合金的力学性能,细晶强化是其中主要的强化机制,挤压4道次后合金的极限抗拉强度、伸长率较原始状态分别提高了110%和486%;ECAP处理后合金的拉伸断裂方式由脆性断裂转变为混合断裂.

摘要： 在众多阻尼材料中,金属阻尼材料既能满足高阻尼减振降噪性能,又具有较高的强度,是理想的阻尼材料.为了提高商业纯铜的力学性能,分析晶粒细化程度对纯铜力学性能和阻尼性能的影响,在室温下对商业纯铜棒进行12道次BC路径等通道转角挤压(ECAP)实验.对挤压后样品进行单轴微拉伸试验和高循环拉伸疲劳试验研究其力学性能;通过动态力学分析仪测量材料的阻尼性能;利用光学显微镜、场发射透射电子显微镜和场发射扫描电子显微镜分析了材料的微观结构和疲劳断口形貌.结果表明:等通道转角挤压后的样品晶粒细化,极限强度、屈服强度和阻尼性能均显著提高,但塑性和疲劳强度随之降低.8道次挤压后,晶粒细化效果达到饱和状态.8道次挤压后纯铜的抗拉强度从297.0 MPa增加到410.7 MPa,屈服强度由276 MPa增加到401.2 MPa;4道次和8道次挤压后纯铜的内耗活化能分别为0.65和1.11 eV.断裂伸长率从18.4％降至14.4％;4道次和8道次挤压后纯铜的疲劳强度分别为109和102 MPa,断裂机制从韧性断裂向脆性断裂转变.

摘要： 研究了温度对铜ECAP组织和性能的影响,对比了低温和室温变形后的组织异同.结果表明:相对于室温ECAP,低温样品的硬度略微提高.通过对比金相组织发现,在低道次时,低温条件明显阻碍了晶粒变形,高道次时抑制了室温高道次常出现的动态再结晶现象.ECAP处理后进行退火,发现室温样品在140°C时硬度出现明显降低,而低温ECAP样品则出现反常,仍保持高的硬度.

摘要： Al-Mg-Si系铝合金具有良好的热塑性和优良的耐蚀性,近年来已经备受关注,已广泛应用于桥梁建筑、电工电子等工业领域.本实验探究通过等通道转角挤压技术后Al-Mg-Si系铝合金带来的优化.本文探究施以不同道次和不同路径ECAP变形后Al-Mg-Si合金性能的改变,为了较准确的分析不同路径带来性能优化的差异,不同路径的变形选择了A路径、Bc路径、C路径;不同道次选择了一道次、二道次和三道次.采取对等通道转角挤压出的试样进行硬度测试、热模拟压缩试验得出其力学性能并对其显微金相进行观察,以探讨不同路径不同道次带来的优化.

摘要： 等通道转角挤压是一种制备超细晶材料的新工艺.工艺路径的选择对试样的应变分布均匀性有重要的影响.本文利用DEFORM-3D有限元分析软件对Ti-6Al-4V钛合金挤压件进行一道次的挤压模拟得出其等效应力、应变的分布规律,在此基础上对该挤压件沿A、Ba、Bc和C四个路径进行四道次连续挤压模拟,获得各路径等效应变分布.结果表明,试样沿Bc路径的等效应变分布要比其它三种路径更均匀,且等效应变的累积效果更好,从而推断出Bc路径为最佳工艺路径.

摘要： 为了确定等通道转角挤压对Mg-1Zn-2Nd合金力学性能的影响规律，针对经过不同道次和路径等通道转角挤压的Mg-1Zn-2Nd合金的硬度及其在不同应变速率和试验温度下的拉伸性能进行了研究，同时也对等通道转角挤压Mg-1Zn-2Nd合金的拉伸断口形貌进行了分析。结果表明，等通道转角挤压Mg-1Zn-2Nd合金在不同试验温度下的断裂伸长率和屈服强度与挤压道次和路径以及所采用的应变速率密切相关；而且经过不同道次和路径等通道转角挤压的Mg-1Zn-2Nd合金在拉伸加载条件下呈现典型的韧性断裂特征，采用4道次路径C等通道转角挤压的Mg-Zn-Nd合金在300°C时的断裂伸长率最大为381.8％。

摘要： 本文主要探讨了经等通道转角挤压变形后Al-4%Mg-0.6Mg-0.3%Er合金的室温拉伸及断裂行为，并与常规热挤压Al-4%Mg-0.6Mg-0.3%Er合金进行了对比分析。结果表明，等通道转角挤压Al-4%Mg-0.6Mg-0.3%Er合金表现出更高的室温抗拉强度和屈服强度，经过不同道次和路径等通道转角挤压的Al-4%Mg-0.6Mg-0.3%Er合金的拉伸断裂方式为切断型，而常规热挤压Al-4%Mg一0．6Mg—O．3％Er合金的拉伸断裂方式则为正断型。低周疲劳实验结果表明，等通道转角挤压可有效提高Al-0.8%Mg-0.6%S-0.3%Er合金的低周疲劳寿命；经过不同道次和路径等通道转角挤压的Al-0.8%Mg-0.6%Si-0.3%Er合金的弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的反向循环周次之间的关系表现为单斜率线性行为。

摘要： 研究了等通道转角挤压纯铝(路线A)的织构演化规律,结果表明:等通道转角挤压(路线A)形成的织构以纤维织构为主,随着挤压道次的增加,具有逐渐形成{110)纤维织构的趋势。挤压1道次后的主要织构组分为{110}、{111}、{001},随着挤压道次的增加,织构逐渐向{110}纤维织构转变。在挤压道次为6时,所形成的{110)纤维织构最为完好。当在挤压道次增加为8时,{110)纤维织构又略有下降。整个织构的演变主要是由于等通道转角挤压过程的强烈变形过程,以及前后两个挤压道次所形成的变形织构相互影响所造成的。

摘要： 等通道转角挤压(Equal channel angular pressing，ECAP)是一种通过纯剪切变形制备高性能材料的独特的加工方法，它可以有效地细化合金组织，得到具有高强度和优异超塑性能的超细晶材料。综述钛及钛合金等通道转角挤压(ECAP)工艺的晶粒细化机理、变形特点和影响晶粒细化的因素，讨论ECAP工艺存在的主要问题，并对ECAP工艺的前景进行展望。

摘要： 对纯铝粉末烧结材料进行等通道转角挤压实验，结果表明，经一次挤压后主要变形区组织剪切变形特征明显，内部的孔隙基本闭合，组织明显细化;多道次挤压后，不同挤压路径得到材料组织形态及孔隙闭合效果不同。研究认为，单道次ECAE过程中的孔隙闭合效果取决于试样所处的应力状态，即剪应力和球应力张量的良好匹配是材料获得良好的致密效果的关键。多道次挤压由于变形量的累积和不同的剪切特征不断改变基体及孔隙的形状，使材料进一步致密。

摘要： 对经过常规热挤压的Al-4%Mg-0.3%Ce铝合金进行不同道次和路径的等通道转角挤压,采用的等通道转角挤压道次分别为1道次和2道次,挤压路径分别为路径A、路径Bc、路径C。通过对等通道转角挤压Al-4%Mg-0.3%Ce合金进行应变控制的室温疲劳实验,研究了等通道挤压Al-4%Mg-0.3%Ce合金的疲劳行为。结果表明,1道次以及2道次路径Bc等通道转角挤压可以提高Al-4%Mg-0.3%Ce合金的疲劳寿命,等通道转角挤压Al-4%Mg-0.3%Ce合金在较高的外加总应变幅下疲劳变形时可发生动态应变时效,其弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式描述。

摘要： 本项目以AZ31镁合金为研究对象,采用理论分析与试验相结合的方法研究了工艺参数对镁合金微观组织及性能的影响,阐明了ECAE工艺提高镁合金力学与摩擦学性能的机制;开展了ECAE工艺工程应用的研究,研究了工艺参数变化对摩擦应力的影响规律,并提出了减小摩擦应力的措施,提高了挤压的成功率;提出了适合不同材料ECAE专用设备的设计方案,研发了适合ECAE的专用模具.该项目研究,对制备高性能镁合金材料提供了一种新的途径,显著提高了ECAE工艺制备的成功率与效率,对ECAE工艺的推广与应用具有重要的理论与实际意义.

摘要： 研究了304L奥氏体不锈钢在严重塑性变形(等通道转角挤压,ECAP)下发生形变诱导马氏体转变的微观特征,包括形核特征、长大方式与相变晶体学,探讨了粗大晶粒和亚微米晶粒发生马氏体相变的异同和微观机理.结果表明;粗大奥氏体晶粒发生相变时,马氏体主要形核于微观剪切带(包括层错、变形挛晶和ε相)的相互交割处,马氏体与奥氏体之间为K-S(Kurduumov-Sachs)关系,而不是西山(Nishiyama-Wassermann)关系;亚微米奥氏体晶粒发生相变时,马氏体则多在奥氏体晶界处形核,马氏体与奥氏体之间仍为K-S关系.

摘要： 利用失重法和极化曲线法研究了经不同路径、道次等通道转角挤压（ECAP ）加工后SiCp/ZL108 复合材料的电化学腐蚀行为，并借助金相显微镜、透射电镜分析了其显微组织特征和腐蚀表面形貌。试验结果表明，SiCp/ZL108 经等通道转角挤压后，增强相和基体组织均得以细化，SiC 颗粒分散良好。在A 、C 两种挤压路径下，SiCp/ZL108 的腐蚀失重率均随着挤压道次的增加而下降，与极化曲线测试结果相吻合。增加挤压道次有助于改善增强颗粒的分布形态从而提高SiCp/ZL108 复合材料的耐蚀性，尤其是A 路径效果更为明显。

摘要： 本发明提供了一种变通道转角自弯曲挤压模具及其设计、制造和挤压方法，涉及模具的技术领域，包括以下步骤：设计基于正弦函数的对称流线型挤压模具；对称流线型挤压模具的模腔中轴线在某一平面进行扭曲变形；建立变通道转角自弯曲挤压模具的模腔壁面方程；在变通道转角自弯曲挤压模具的模腔后面增设工作带结构；金属流经变通道转角自弯曲挤压模具后，控制挤出速度呈线性分布，从而直接挤压出弯曲件，因此型材不受横向力矩，从而使型材外侧面减小或者杜绝截面变形，而且金属在挤压过程中发生的流动比传统阶梯型挤压模具更加顺畅，挤压载荷变低；缓解了现有技术中存在的型材弯曲加工时回弹、起皱、截面变形的技术问题和降低挤压时的载荷的技术问题。

摘要： 本发明提供了一种变通道转角自弯曲挤压模具及其设计、制造和挤压方法，涉及模具的技术领域，包括以下步骤：设计基于正弦函数的对称流线型挤压模具；对称流线型挤压模具的模腔中轴线在某一平面进行扭曲变形；建立变通道转角自弯曲挤压模具的模腔壁面方程；在变通道转角自弯曲挤压模具的模腔后面增设工作带结构；金属流经变通道转角自弯曲挤压模具后，控制挤出速度呈线性分布，从而直接挤压出弯曲件，因此型材不受横向力矩，从而使型材外侧面减小或者杜绝截面变形，而且金属在挤压过程中发生的流动比传统阶梯型挤压模具更加顺畅，挤压载荷变低；缓解了现有技术中存在的型材弯曲加工时回弹、起皱、截面变形的技术问题和降低挤压时的载荷的技术问题。

摘要： 本实用新型提供了一种正挤压和变通道转角挤压复合成型的棒材加工装置，其技术要点是：包括冲头、正挤压凹模及模套，所述正挤压凹模设于模套内，正挤压凹模内开设有横截面为圆形的通道，所述通道包括正挤压通道和呈L形的变通道转角挤压通道，正挤压通道由上部的上等径通道和其下部直径由上到下逐渐缩小的上变径通道构成，变通道转角挤压通道由转角前的下等径通道和转角后直径由转角处向端部逐渐缩小的下变径通道构成，上变径通道连接下等径通道，上等径通道内设有正挤压凹模套筒，冲头伸入正挤压凹模套筒内。本实用新型集正挤压与变通道转角挤压方式于一体，能够加工出高性能的超细晶材料，同时提高了生产效率。

摘要： 一种集成挤压与C方式等通道转角挤压剪切变形的大应变模具，包括上模座（7）、凸模固定板（9）、导向杆（5）、凸模（10）、导向套（4）、前模芯（12）、后模芯（16）、凹模套（13）、垫块（14）和下模座（2）。其特征是前模芯（12）和后模芯（16）中的型腔由四部分组成，第一部分为一段圆柱；第二部分为锥形变径孔；第三部分为三段依次相交的圆柱等通道，三段圆弧相交的内交角为Φ；第四部分为便于材料出模的圆柱。本发明综合了挤压技术和等通道转角挤压技术两者的优点，能对金属材料实施高效、连续、平稳、表面平整并对晶体取向有强的调控功能的均匀大应变变形加工。

摘要： 本发明公开了一种正向挤压联合等通道转角挤压同步制备Mg-Nd-Zn-Zr合金的挤压模具和一种提高Mg-Nd-Zn-Zr合金组织和性能的挤压加工方法。该挤压模具包括压头、套筒、模体和底座。与分步进行正向挤压和等通道转角挤压的方法相比，实现了正向挤压与等通道转角挤压连续进行，减少了坯料的预热次数和时间，解决了传统等通道转角挤压方法制备的棒材较短的问题。该套模具压头、套筒和底座等部件均可改变尺寸，可实现加工多种尺寸的原始坯料，获得多种尺寸的挤压棒材。该挤压加工方法特征是首先将Mg-Nd-Zn-Zr合金预热至350~450°C，然后将达到预热温度的Mg-Nd-Zn-Zr合金送入已预热至350~450°C的挤压模具套筒内进行挤压，挤压速度为2~30mm/s。本发明具有方法简单、易于实现等优点。

摘要： 本发明提供一种形状记忆合金材料的挤压方法及等通道转角挤压模具，方法包括：提供所需尺寸的形状记忆合金坯料以及低碳钢包套；对所述形状记忆合金坯料和所述低碳钢包套进行配合组装成挤压坯料；在预设温度下，通过所述等通道转角挤压模具对所述挤压坯料进行加热和挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。本发明的方案可以实现难变形材料在动态再结晶温度以下的等通道转角挤压大变形。

摘要： 一种集成挤压与C方式等通道转角挤压剪切变形的大应变模具，包括上模座（7）、凸模固定板（9）、导向杆（5）、凸模（10）、导向套（4）、前模芯（12）、后模芯（16）、凹模套（13）、垫块（14）和下模座（2）。其特征是前模芯（12）和后模芯（16）中的型腔由四部分组成，第一部分为一段圆柱；第二部分为锥形变径孔；第三部分为三段依次相交的圆柱等通道，三段圆弧相交的内交角为Φ；第四部分为便于材料出模的圆柱。本发明综合了挤压技术和等通道转角挤压技术两者的优点，能对金属材料实施高效、连续、平稳、表面平整并对晶体取向有强的调控功能的均匀大应变变形加工。

摘要： 本发明涉及超精细材料加工的技术领域，公开了连续往复式等通道转角挤压装置及其挤压方法，连续往复式等通道转角挤压装置包括挤压凸模，所述挤压凸模下端凸设有冲头，还包括置于可移动工作台上的挤压凹模，所述挤压凹模内部设有用于容纳被挤压材料的挤压通道，所述挤压通道包括两个竖直通道和一个水平通道，两所述竖直通道上端连通外部，形成开口，下端分别连通所述水平通道的两端部。本发明中的转角挤压装置其挤压凹腔为“u”形设置的两竖直挤压通道和一水平挤压通道，挤压加工中不需要拆卸挤压凹模，只需要移动其位置，分别挤压两竖直挤压通道即可，保证了挤压过程的连续性，提高了挤压效率。

摘要： 本实用新型公开了一种正向挤压联合等通道转角挤压同步制备Mg‑Nd‑Zn‑Zr合金的挤压模具。该挤压模具包括压头、套筒、模体和底座。与分步进行正向挤压和等通道转角挤压的方法相比，实现了正向挤压与等通道转角挤压连续进行，减少了坯料的预热次数和时间，解决了传统等通道转角挤压方法制备的棒材较短的问题。该套模具压头、套筒和底座等部件均可改变尺寸，可实现加工多种尺寸的原始坯料，获得多种尺寸的挤压棒材。本实用新型具有方法简单、易于实现等优点。

摘要： 等通道转角挤压与正挤压复合成形的棒材加工装置，属于材料成形技术领域。本实用新型为了解决现有制备高性能材料的装置被单独使用，致使生产效率低下，耗能耗时，装置制造成本高的问题。等通道转角挤压凹模安装在模套内；正挤压芯模安装在等通道转角挤压凹模内，且正挤压芯模的轴线与等通道转角挤压凹模的轴线垂直；等通道转角挤压凹模内开设有剪切变形通道，正挤压芯模中心开设有正挤压通道；剪切变形通道和正挤压通道的横截面均为圆形，正挤压通道由大径段通道、变径段通道和小径段通道构成，剪切变形通道直接与大径段通道连通；冲头同轴设置在剪切变形通道的上方。本实用新型用于高性能棒料成形加工。