[发明专利]一种高熵合金薄壁管超低温挤压成形方法及装置

权利要求书

1.一种高熵合金薄壁管超低温挤压成形装置，其特征在于：包括超低温环境箱、挤压杆、挤压筒、预应力环、底板和控温冷却单元，所述超低温环境箱内能够容纳超低温介质，所述挤压筒和所述预应力环均设置于所述超低温环境箱中，所述预应力环套装于所述挤压筒的外部，所述预应力环与所述挤压筒过盈配合，所述挤压杆与所述挤压筒同轴设置，所述挤压杆能够伸入所述挤压筒内且能够沿着所述挤压筒的轴线方向往复运动，所述挤压筒内能够容纳高熵合金坯料；所述控温冷却单元包括冷却介质源和测温元件，所述底板设置于所述超低温环境箱的底部，所述底板具有能够允许所述挤压杆通过的通孔，所述挤压筒、所述预应力环和所述挤压杆均设置冷却通道，所述冷却通道与所述冷却介质源相连通，所述冷却通道为均匀设置的随形冷却水道；

所述挤压杆包括相连的头部和杆部，高熵合金坯料为空心柱状结构，所述挤压筒、所述杆部分别与高熵合金坯料间隙配合，所述冷却通道设置于所述头部内；所述预应力环的外径为所述挤压筒外径的3-5倍；所述挤压筒内的冷却通道与所述挤压筒的成型面之间的距离为2-5mm。

2.根据权利要求1所述的高熵合金薄壁管超低温挤压成形装置，其特征在于：所述超低温环境箱的侧壁设置保温隔热层，所述超低温环境箱与所述底板之间设置隔热板。

3.根据权利要求1所述的高熵合金薄壁管超低温挤压成形装置，其特征在于：所述超低温环境箱、所述预应力环和所述挤压筒均设置测温通道，所述测温元件设置于所述测温通道内。

4.一种高熵合金薄壁管超低温挤压成形方法，利用权利要求1-3任一项所述的高熵合金薄壁管超低温挤压成形装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将高熵合金块体加工成预设尺寸的高熵合金坯料，将高熵合金坯料置于超低温环境箱中冷却至挤压成形温度，高熵合金坯料的冷却温度区间为-196℃~-160℃；

步骤二、将冷却的高熵合金坯料置于挤压筒内，挤压杆与高熵合金坯料的内壁间隙配合，挤压筒与高熵合金坯料的外壁间隙配合，高熵合金坯料的顶面与挤压杆的底面相平行，挤压杆、挤压筒的温度不高于高熵合金坯料的温度；

步骤三、挤压杆运动，挤出高熵合金管后，挤压杆回程，去除尾料；

步骤四、将挤出的高熵合金管进行真空再结晶退火处理，获得具有细晶组织的高熵合金管。

5.一种高熵合金薄壁管超低温挤压成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、制备高熵合金块体，将制备的高熵合金块体加工成预设尺寸的高熵合金坯料，高熵合金坯料的表面进行皂化润滑处理；

步骤二、将高熵合金坯料与高熵合金薄壁管超低温挤压成形装置置于超低温环境中冷却至低温，同时高熵合金薄壁管超低温挤压成形装置内部持续循环液氮冷却介质；挤压筒、挤压筒内以及挤压杆的温度不高于高熵合金坯料的温度；

步骤三、将冷却的高熵合金坯料置于挤压筒内，挤压杆与高熵合金坯料的内壁间隙配合，挤压筒与高熵合金坯料的外壁间隙配合，高熵合金坯料的顶面与挤压杆的底面相平行；

步骤四、压机带动挤压杆运动，挤压高熵合金坯料，挤出高熵合金管后，挤压杆回程，去除尾料；高熵合金坯料的挤压成形温度区间为-196℃~-160℃，采用单道次或多道次挤压方式；

步骤五、将挤出的高熵合金管进行真空再结晶退火处理，获得具有细晶组织的高熵合金管；挤出的高熵合金管进行真空再结晶退火的温度区间为600ºC-1000ºC，保温时间12h-48h，获得具有细晶组织的高熵合金管。