[实用新型]一种圆形棒材挤扭成形模具

说明书

本实用新型涉及棒材挤扭模具技术领域，具体为一种圆形棒材挤扭成形模具，包括冲头和挤扭凹模；所述冲头设置在所述挤扭凹模上方，且所述冲头与所述挤扭凹模同轴设置；所述挤扭凹模包括压板、模套、定位套、挤扭模、定位销和底部挤压模；所述凹模内部加工有模具型腔，所述模具型腔内部从上到下依次设置定位套、挤扭模和底部挤压模，所述模套上端通过螺钉组一与所述压板固定连接，所述模套下端通过螺钉组二与所述底座固定连接，所述模套上端加工有棒材进口，所述模套下端加工有两组棒材出口；本实用新型通过圆形棒材经过一道次挤扭成形而发生一系列连续复合塑性变形，具有细化效果好、变形效率高、组合式型腔易加工、模具拆装更换方便等优势。

技术领域

本实用新型涉及棒材挤扭加工领域，尤其涉及一种圆形棒材挤扭成形模具。

背景技术

超细晶材料因其独特的微观显微组织，使其物理性能和力学性能得到大幅度的提高，因此超细晶材料的制备技术成为当今材料研究领域的热点之一。相比于传统的塑性变形方法挤压、轧制等，大塑性变形技术能够在较低的变形温度、高的静水压力状态下，将粗大的晶粒组织细化至亚微米甚至纳米级别，获得具有一系列优异性能的超细晶材料。目前，大塑性变形技术主要包括：等通道挤压、累积叠轧、挤扭、往复挤压、多向锻造、高压扭转等。

挤扭变形作为一种新型的大塑性变形工艺，由乌克兰科学家Yan Beygelzime及其团队于1999年最先提出，并于2004年首次将其应用于材料的晶粒细化。其变形原理是：矩形截面非圆形试样经过一段带有矩形截面螺旋通道的模具后，被最终挤出。挤扭变形过程中，变形方式包括纯剪切变形和简单剪切变形两种；挤扭变形后，试样的横截面形状和外形尺寸始终保持不变，因此可进行多道次的往复挤扭变形以进一步的积累塑性应变，改善材料的显微组织，从而提高其力学性能。

然而，挤扭变形后，试样的横截面处常表现出强烈的各向异性，且试样横截面的中心部分与边缘部分的组织均匀性差异较大。通常采用多道次往复挤扭进一步细化晶粒，改善组织均匀性和力学性能，但仍然存在加工效率低、加工成本高等问题。

近几年，挤扭变形工艺在国外已开展较全面的系统研究，且已取得可观的研究成果。然而，由于多方面条件的限制，国内关于挤扭变形工艺的相关研究还鲜有报道，且尚未引起足够的关注。针对挤扭变形工艺目前的研究现状和存在的主要问题，本实用新型提供了一种圆形棒材挤扭成形模具，能够实现圆形棒材的一道次挤扭成形，进而通过发生一系列连续的复合塑性变形，从而不断积累较大的塑性应变，以达到均匀细化组织并提高改善材料性能的目的，具有细化效果好、变形效率高、组合式型腔易加工、模具拆装更换方便等优势。

实用新型内容

本实用新型克服了上述现有技术的不足，提供了一种圆形棒材挤扭成形模具。本实用新型通过圆形棒材经过一道次挤扭成形而发生一系列连续复合塑性变形，具有细化效果好、变形效率高、组合式型腔易加工、模具拆装更换方便等优势。

本实用新型的技术方案：

一种圆形棒材挤扭成形模具，包括冲头和挤扭凹模；所述冲头设置在所述挤扭凹模上方，且所述冲头与所述挤扭凹模同轴设置；

所述挤扭凹模包括压板、模套、定位套、挤扭模、定位销和底部挤压模；所述模套内部组装固定有模具型腔，所述模具型腔内部从上到下依次设置定位套、挤扭模和底部挤压模，所述模套上端通过螺钉组一与所述压板固定连接，所述模套下端通过螺钉组二与所述底座固定连接，所述模套上端加工有棒材进口，所述模套下端加工有两组棒材出口；

所述定位套内部加工有定位套腔；所述底部挤压模内部从上到下依次加工有上部过渡段和下部T型挤压段，其变形截面由矩形渐进过渡到圆形，最终通过底部的T型通道实现材料的挤出成形；所述挤扭模内部从上到下依次加工有过渡段和下部挤扭段；其变形截面由圆形渐进过渡到矩形再发生矩形截面的挤扭；所述过渡段与所述定位套腔连通，所述下部挤扭段与所述底部挤压模的上部过渡段连通。

进一步的，所述定位套、挤扭模和底部挤压模均为两个半圆柱组成。