[发明专利]高能脉冲电流辅助正挤压加工装置及方法

权利要求书

1.一种高能脉冲电流辅助正挤压加工装置，其特征在于：包括模具和顶杆，所述模具内部有铜块一（3）、铜块二（4）、陶瓷管道（6），陶瓷管道（6）通过凸环一（7）、凸环二（8）与模具上的凹槽匹配，将铜块一（3）、铜块二（4）与陶瓷管道（6）装配好放入模具；所述顶杆由绝缘云母片（9）和钢制的冲头（10）构成，绝缘云母片（9）镶嵌在冲头（10）上形成模具的顶杆；电极一（1）、电极二（2）分别通过铜导线与脉冲电源相连接；由脉冲电源输出电流，电极一（1）、电极二（2）分别与模具内的铜块一（3）、铜块二（4）相连，待试样开始挤压时，与试样共同形成闭合回路；热电偶经模具小孔（5）直插模具内部，用于测量模具内部的温度，热电偶另一端连接脉冲电源，实现控温。

2.根据权利要求1所述的高能脉冲电流辅助正挤压加工装置，其特征在于：所述的铜块一（3）、铜块二（4）上下分别设有环形凸起，陶瓷管道（6）的凹槽与所述凸起相配合，使其内部结构稳定，陶瓷管道（6）上设有凸环一（7）、凸环二（8），并与模具上的凹槽相配合；铜块一（3）、铜块二（4）与陶瓷管道（6）装配好放入模具内，闭合模具并通过螺栓将模具固定住。

3.根据权利要求1所述的高能脉冲电流辅助正挤压加工装置，其特征在于：所述的脉冲电源为定制智能电源，有两种启动方式：恒温和恒流模式；恒温模式下，用户需设定温度，通过热电偶所测的温度改变输出电流，从而控制成形温度；恒流模式下，用户只需要预设电流和安全温度，热电偶所返回的温度未超过设置的安全温度，则输出电流为预设电流，超过则报警。

4.根据权利要求1所述的高能脉冲电流辅助正挤压加工装置，其特征在于：所述的铜块一（3）、铜块二（4）与模具接触的部分刷上耐高温陶瓷绝缘涂料。

5.根据权利要求1所述的高能脉冲电流辅助正挤压加工装置，其特征在于：所述的热电偶为K型热电偶，测量范围为0~1100℃。

6.根据权利要求2所述的高能脉冲电流辅助正挤压加工装置，其特征在于：所述的陶瓷管道（6）的A、B两端具有不同的内径，试样从内径较大的A端进入，从内径较小的B端出来，从而完成一次挤压，变形过程是在C区域内完成的。

7.根据权利要求1所述的高能脉冲电流辅助正挤压加工装置，其特征在于：所述的脉冲电流作用区域刚好是材料变形区域，可以有针对性的，高效的施以电脉冲，增加正挤压的效率，节约能量。

8.根据权利要求2或6所述的高能脉冲电流辅助正挤压加工装置，其特征在于：所述的陶瓷管道（6）的材料是刚玉陶瓷，陶瓷管道（6）用于将试样和模具隔离开，防止电流导入模具上。

9.一种高能脉冲电流辅助正挤压加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、清理润滑：将模具拆开，往陶瓷通道（6）内部涂抹导电润滑剂；

步骤二、安装工件：将陶瓷通道（6）与铜块一、二（3、4）配合，再一起安装到模具中，将模具合并，用长螺钉把模具固定住，使其能够正常工作；

步骤三、将导线和热电偶连接到模具上，开启电源设置电参数；

步骤四、将金属胚料上涂抹导电润滑剂，从陶瓷通道（6）的A端放入，胚料与铜块一、二（3、4）形成闭合的回路，脉冲电流作用于胚料上；接着在万能试验机的作用下挤压顶杆，顶杆以适当的速度向下运动，使金属胚料变形；

步骤五、挤压到顶杆完全进入模具中时，取出顶杆重复步骤四，从陶瓷通道（6）的B端得到变形的胚料；

步骤六、拆除模具，清理模具内部。