[发明专利]一种组合式扭挤墩复合大塑性变形装置及成形方法

摘要

本发明提供了一种集合挤压、扭转和墩粗于一体的组合式大塑性变形装置及其成形方法，该装置主要包括对开组合式成形凹模以及与凹模过盈配合的外层模套，成形凹模从上到下依次为棒料放置腔、扭转腔、挤压墩粗腔，三个腔之间可自由分离，并靠定位装置快速安装组合在一起形成凹模；此外，可采用具有不同旋转方向螺纹的扭转腔，改变相邻道次加工时材料的扭转方向；本发明将扭转、挤压和墩粗技术组合于一体，通过塑性变形过程中扭转、挤压和墩粗的共同作用，制备出组织均匀的细晶材料；本发明可以实现多道次扭挤墩粗变形，从而有效细化合金晶粒尺寸，并通过改变棒料不同道次间的扭转方向调整晶粒结构与取向，进而大幅改善合金的力学性能。

主权项

一种组合式扭挤墩复合大塑性变形装置，包括：冲头、对开组合式凹模、垫块和模套，其特征在于：对开组合式凹模从上到下依次为棒料放置腔、扭转腔、挤压墩粗腔，三个腔之间可自由分离，并靠楔形凸台定位装置和定位销快速安装组合在一起形成凹模；凹模整体上有可以对开分为轴对称的两部分，以方便加工后快速将坯料从凹模型腔中取出；对开的凹模依靠上下两个定位销精确定位，并在模套的紧扣作用下形成凹模型腔，凹模整体上呈倒圆锥体；将扭转、挤压和墩粗过程集合于一体，棒料经扭转、挤压和墩粗复合变形后又恢复到棒料变形加工前料初始尺寸棒料放置腔为等径通道，截面形状尺寸与挤压棒材的形状尺寸相同，其截面为圆形，直径为d1，其值为5～100mm；扭转腔为截面面积渐变形状为倒梯形的通道，通道内壁上均匀分布着呈一定螺旋角β的螺纹状凸起，挤压时引导棒料转动；挤压墩粗腔进一步包括挤压腔和墩粗腔，挤压腔为等径通道，截面形状为圆形，直径为(0.5～0.8)d1，高度5～10mm；墩粗腔为等径通道，截面形状为圆形，直径为d2，d2＝d1‑1，即d2小于d1 1mm，经挤压腔挤出的棒料在墩粗腔墩粗，棒料直径恢复到接近变形加工前初始尺寸，为下一道次变形加工做好准备。