[发明专利]一种管材成形模具及其成形方法

说明书

本发明公开了一种管材成形模具，由冲模、型芯和型模组成，成形型腔位于型模中，由挤入段、右偏挤压段、左偏挤压段、正挤压段和挤出段组成，采用上述管材成形模具的成形方法，将镦粗和挤压相结合，比传统单纯挤压成形更大的变形程度，有利于材料组织的改善和材料性能的提高。

技术领域

本发明属于管材挤压技术领域，具体涉及一种管材成形模具及其成形方法。

背景技术

挤压和镦粗是金属材料塑性成形两种基本成形方法，两种成形方式都能够有效地细化材料组织，改善材料的综合性能。但在实际操作中，镦粗和挤压相结合的管材变形方式并不多见，将镦粗和挤压结合可更大程度上提高了材料成形的效率。

基于上述考虑，提出一种新型镦粗和挤压相结合的管材复合成形方法。

发明内容

本发明旨在提供一种管材成形模具及其成形方法，以解决目前管材成形细晶制备方法中存在的工序复杂、可操作性不强及成形效率低的问题。

本发明的管材成形模具由冲模、型芯和型模组成，成形型腔位于型模中，由挤入段、右偏挤压段、左偏挤压段、正挤压段和挤出段组成。

冲模为一管件，冲模的横截面为环形，内径为D1，外径为D，冲模的长度为1.2L~1.5L。

模芯为一圆柱体，圆形横截面的直径为D1，模芯的长度为1.8L。

型模为一中空的圆柱体，中空部分为成形型腔。

挤入段为一圆柱体通道，横截面为圆形，圆形的直径为D，挤入段的长度为L。

右偏挤压段与挤入段相连接的横截面为圆形，定义为大圆，大圆的直径为D，右偏挤压段与左偏挤压段相连接的横截面为圆形，定义为右偏圆，右偏圆的直径为D－M，右偏挤压段的垂直长度为0.2L。

左偏挤压段与右偏挤压段相连接的横截面为圆形，定义为右偏圆，右偏圆的直径为D－M，左偏挤压段与正挤压段相连接的横截面为圆形，定义为左偏圆，左偏圆的直径为D－M，右偏挤压段的垂直长度为0.2L。

正挤压段与左偏挤压段相连接的横截面为圆形，定义为左偏圆，左偏圆的直径为D－M，正挤压段与挤出段相连接的横截面为圆形，定义为小圆，小圆的直径为D－2M，正挤压段的垂直长度为0.2L。

挤出段为一圆柱体通道，横截面为圆形，圆形的直径为D－2M，挤出段的长度为0.2L。

在水平面投影上，大圆的圆心和右偏圆的圆心的距离为0.5M，右偏圆与大圆内切，大圆的圆心和左偏圆的圆心的距离为0.5M，左偏圆与大圆内切，小圆内切于右偏圆和左偏圆。

在水平面投影上，大圆的圆心、右偏圆的圆心、左偏圆的圆心、大圆和右偏圆的内切点、大圆和左偏圆的内切点、小圆与右偏圆、左偏圆的内切点位于同一直线上。

所述0<M<0.25D，0<D－2M－D1。

本发明采用上述管材成形模具的成形方法步骤为：

步骤一，准备：清洁管材成形模具的型模的成形型腔，在第一预挤压管材外表面、型芯和管材成形模具的型模的成形型腔上涂抹挤压润滑剂。

步骤二，装配：将第一预挤压管材套在型芯上，将套在型芯上第一预挤压管材放置于管材成形模具的挤入段中，型芯的下端面与管材成形模具的挤出段的下端面重合，第一预挤压管材的下端面与挤入段的下端面相接触，第一预挤压管材的上端面为挤压端面，冲模的一端连接到挤压装置的装夹固定端，另一端为挤压工作端，与第一预挤压管材的挤压端面相接触。

步骤三，挤压成形：开启挤压装置，冲模以0.1D/s ~D/s的挤压速度挤压第一预挤压管材，当冲模的挤压工作端面与管材成形模具的挤入段的下端面重合时，关闭挤压装置，停止冲模的挤压运行。