[发明专利]旋转凹模的金属挤压成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种型材挤压成形方法。

背景技术

挤压成形是对挤压凹模内的金属锭坯施加外力而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。影响挤压成形过程中金属流动的因素很多，如摩擦与润滑条件、模具结构及坯料温度等，其中摩擦是决定挤出制品性能的重要边界条件之一。以正挤压为例，摩擦起阻碍作用，极易引起成形过程中产生流动缺陷，且消耗了大量的挤压能；而静液挤压时需留有一定的压余，挤压速度的可控性差、生产效率较低，积极摩擦挤压所需的装置比较烦琐，且在生产实践中应用的相对较少。传统改善挤压成形过程中金属流动的办法是通过工艺参数的单一优化，从而宏观地改变金属的流动行为，但这并不能从根本上防止缺陷的产生；且坯料与模具间摩擦力消耗了较大的挤压能，特别对于低塑性金属材料的成形，生产效率极低，更难于进行大截面尺寸型材的生产加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转凹模的金属挤压成形方法，以解决目前的金属挤压成形过程中存在显著地塑性流动不均匀、易产生流动缺陷、成形载荷大的问题。本发明由以下步骤完成：一、将芯模固定在工作台上；二、将滚动轴承置于芯模的台肩端面上并安装在芯模的外部；三、将凹模置于滚动轴承上并套在芯模上；四、将制备好的坯料放入凹模的模腔内；五、凹模按一定角速度转动，坯料与凹模同向转动；六、冲头下移施压，坯料在凹模的模腔内沿轴向挤出。

本发明具有以下有益效果：凹模按一定角速度进行转动能改变坯料和凹模之间摩擦力的作用方向，使挤压过程中的成形载荷显著减小，并能降低流动缺陷的产生，由于挤出制品流线呈一定的螺旋状环绕分布，因此可避免成形后型材端部因应力腐蚀而产生开裂的倾向，能够一次性成形出品质优良地轻质低塑性型材，与传统生产工艺相比，该方法生产的型材具有质量轻、强度高、性能好，所需设备吨位小等优点，本发明设计合理、工作可靠、效果显著，具有较强的推广价值。

附图说明

图1是具体实施方式一的成型模具的结构半剖视图，图2是具体实施方式二的成型模具的结构半剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式由以下步骤完成：一、将芯模2固定在工作台1上；二、将滚动轴承3置于芯模2的台肩端面2-1上并安装在芯模2的外部；三、将凹模4置于滚动轴承3上并套在芯模2上；四、将制备好的坯料5放入凹模4的模腔4-1内；五、凹模4按一定角速度转动，坯料5与凹模4同向转动；六、冲头6下移施压，坯料5在凹模4的模腔4-1内沿轴向挤出。通过凹模旋转，使坯料和凹模间摩擦力的作用方向发生改变，挤压成形时所需克服的仅是有效摩擦力在轴向上的一个分量，因此，可使挤压过程中的成形载荷显著降低，且能使挤压过程中金属流动的均匀性得到提高，特别适于轻质低塑性金属结构型材的成形之用。随着凹模转速的改变，有效摩擦力分量的数值也将发生变化，可使挤压过程中的成形载荷继续降低，且由于坯料受凹模摩擦力的作用而发生旋转，因此，挤出型材的流线为非平行分布，可避免成形后型材端部因应力腐蚀而产生开裂的倾向。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式中凹模4由定凹模7和动凹模8组成；定凹模7置于动凹模8上部。将凹模可分为定凹模和动凹模两部分，在对坯料挤压成形时仅对动凹模施加一定方向的转动即可达到降低载荷的要求，所需的凹模转动载荷较小。

具体实施方式三：本实施方式在步骤四中，坯料5为镁合金、铝及其合金、钛及其合金。