一種雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具及擠壓成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種層狀金屬?gòu)?fù)合材料的擠壓模具和擠壓成型方法，特別是涉及一種雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具及擠壓成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]層狀金屬?gòu)?fù)合材料是利用復(fù)合技術(shù)使兩種或兩種以上物理、化學(xué)、力學(xué)性能不同的金屬在界面上實(shí)現(xiàn)牢固冶金結(jié)合而制備得到的一種新型復(fù)合材料。雙層金屬?gòu)?fù)合材料由兩種金屬?gòu)?fù)合而成，它具有兩種金屬的優(yōu)良性能，能夠發(fā)揮單一金屬難以起到的作用。
[0003]雙層金屬?gòu)?fù)合材料常規(guī)的復(fù)合工藝主要有兩種:一種是鑄造，即在已有的金屬板帶或型材上澆注另一種金屬液，另一種金屬液在凝固后附著在已有的金屬板帶或型材上，從而形成雙層金屬板帶或型材；另一種是摩擦焊，即在壓力的作用下，通過對(duì)待焊界面的摩擦，使界面的溫度升高達(dá)到熱塑性狀態(tài)，伴隨著材料產(chǎn)生的塑性流變，通過界面的分子擴(kuò)散和再結(jié)晶來實(shí)現(xiàn)兩種金屬板帶或型材的焊接。然而，以上兩種常規(guī)復(fù)合工藝均存在流程長(zhǎng)、能耗大、生產(chǎn)率低的缺點(diǎn)。
[0004]在現(xiàn)有金屬層狀復(fù)合技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)與發(fā)展以低成本、高質(zhì)量、生產(chǎn)過程短流程化的新復(fù)合技術(shù)顯得尤為重要，因此目前出現(xiàn)了雙層金屬?gòu)?fù)合材料的擠壓成型方法，傳統(tǒng)雙層金屬?gòu)?fù)合材料的擠壓成型方法是:將要復(fù)合的異種金屬表面清理后組裝成擠壓坯，然后在適當(dāng)溫度、擠壓比下進(jìn)行擠壓，在壓力作用下使金屬緊密接觸并達(dá)到復(fù)合。傳統(tǒng)擠壓成型方法的缺點(diǎn)是:(I)增加了金屬坯料的機(jī)械加工和組裝環(huán)節(jié)，增加了工藝流程；(2)兩種金屬組合后一起進(jìn)行加熱，加熱溫度不好控制，容易出現(xiàn)溫度不均勻的情況，溫度不均勻會(huì)使擠壓過程中金屬的流動(dòng)不均勻，導(dǎo)致板型變差甚至局部撕裂；(3)單向擠壓要求大功率的擠壓機(jī)，增加了購(gòu)買擠壓機(jī)的成本，而且不能連續(xù)化生產(chǎn)；(4)擠壓過程中，兩層金屬之間的摩擦力小，焊合較差，這樣導(dǎo)致的結(jié)果是一方面使擠壓復(fù)合的材料受到限制，難以適用于焊合性能較差的金屬材料，另一方面是由于兩種金屬的焊合較差使產(chǎn)品的質(zhì)量無法保證，容易出現(xiàn)雙層金屬?gòu)?fù)合板材開裂；(5)僅能成形簡(jiǎn)單斷面的板帶或型材。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、高質(zhì)量、生產(chǎn)效率高的雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具及擠壓成型方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具，包括模具本體，所述模具本體的左、右兩端分別具有一個(gè)坯料腔，模具本體的中部具有一個(gè)復(fù)合型腔，該復(fù)合型腔的兩端分別與左、右兩個(gè)坯料腔連通；模具本體上還具有一個(gè)成型腔，該成型腔的一端與復(fù)合型腔連通，另一端延伸至模具本體的外壁并形成一個(gè)出料口，并且該成型腔橫截面的形狀尺寸與所要加工的板帶或型材的橫截面形狀尺寸相一致。
[0007]本發(fā)明的雙向擠壓模具的優(yōu)點(diǎn)在于: 首先，本發(fā)明的雙向擠壓模具自身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低、易于推廣應(yīng)用。
[0008]其次，本模具采用雙向擠壓，兩種金屬不需要組合，減少了金屬坯料的機(jī)械加工和組裝環(huán)節(jié)，縮短工藝流程。
[0009]再次，本模具采用雙向擠壓，兩種金屬不需要組合，兩種金屬分開進(jìn)行加熱，加熱溫度能夠準(zhǔn)確控制，加熱溫度均勻，在加熱過程中金屬的流動(dòng)均勻，不會(huì)出現(xiàn)局部撕裂的情況，板型的成型質(zhì)量較好。
[0010]再次，本模具采用雙向擠壓，對(duì)擠壓機(jī)的功率要求低，降低了購(gòu)買擠壓機(jī)的成本，并且雙向擠壓可以更好地細(xì)化晶粒，提高金屬的力學(xué)性能，使兩種金屬相互滲透，提高接觸面的接觸力和結(jié)合力。
[0011]再次，采用本模具，可以進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)，同時(shí)還可以使各組元的厚度均勻，產(chǎn)品尺寸精確，性能穩(wěn)定，適于雙向擠壓復(fù)合的金屬多，而且生產(chǎn)成本低、效率高，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，另外還能夠成型各種斷面的板帶或型材。
[0012]一種利用上述雙向擠壓模具來擠壓雙層金屬板帶或型材的成型方法，包括如下步驟:
1)對(duì)兩種不同的金屬坯料進(jìn)行表面清理，然后對(duì)兩種金屬坯料進(jìn)行加熱，加熱后將兩種不同的金屬坯料分別放入左、右兩個(gè)坯料腔內(nèi)；
2)用左、右兩根坯料桿分別對(duì)兩種不同的金屬坯料進(jìn)行擠壓，兩種金屬坯料在壓力的作用下進(jìn)入復(fù)合型腔，在復(fù)合型腔內(nèi)復(fù)合后進(jìn)入成型腔，經(jīng)過成型腔成型后由出料口出料，得到所需要的雙層金屬板帶或型材。
[0013]本發(fā)明的雙向擠壓成型方法的優(yōu)點(diǎn)在于:
與傳統(tǒng)的擠壓成型方法相比，本發(fā)明的雙向擠壓成型方式可以減少金屬坯料的組裝環(huán)節(jié)，縮短工藝流程；同時(shí)由于兩種金屬分開進(jìn)行加熱，加熱溫度能夠準(zhǔn)確控制，加熱溫度均勻，在加熱過程中金屬的流動(dòng)均勻，不會(huì)出現(xiàn)局部撕裂的情況，板型的成型質(zhì)量較好；另外雙向擠壓對(duì)擠壓機(jī)的功率要求低，降低了購(gòu)買擠壓機(jī)的成本，并且雙向擠壓可以更好地細(xì)化晶粒，提高金屬的力學(xué)性能，使兩種金屬相互滲透，提高接觸面的接觸力和結(jié)合力；雙向擠壓可以進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)，可以使各組元的厚度均勻，產(chǎn)品尺寸精確，性能穩(wěn)定，適于雙向擠壓復(fù)合的金屬非常多，而且生產(chǎn)成本低、效率高，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，另外還能夠成型各種斷面的板帶或型材。
[0014]與常規(guī)復(fù)合工藝相比，本發(fā)明的雙向擠壓成型方式流程短，能耗低，生產(chǎn)率高。
[0015]
【附圖說明】
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的雙向擠壓模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的雙向擠壓模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為實(shí)施例2雙向擠壓模具的半剖視圖。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]實(shí)施例1
參見圖1，一種雙層金屬板帶或型材的雙向擠壓模具，包括模具本體3，模具本體3的形狀可以是圓軸、方軸、階梯軸等，本實(shí)施例的模具本體3為階梯形圓軸，其兩端的圓柱直徑小于其中部的直徑，并且其兩端的圓柱與其中部之間通過圓臺(tái)連接過渡；模具本體3左端的圓柱體內(nèi)具有第一坯料腔2，模具本體3右端的圓柱體內(nèi)具有第二坯料腔5，第一坯料腔2和第二坯料腔5的形狀可以是圓軸形、方軸形、階梯軸形等，本實(shí)施例的第一坯料腔2和第二坯料腔5都是圓軸形；模具本體3的中部?jī)?nèi)具有復(fù)合型腔4，復(fù)合型腔4的左、右兩端分別通過一個(gè)圓臺(tái)形的腔室與第一坯料腔2和第二坯料腔5連通；模具本體3的中部具有一個(gè)沿模具本體3的直徑方向延伸的成型腔8，該成型腔8的一端與復(fù)合型腔4連通，另一端延伸至模具本體3的外壁并形成一個(gè)出料口，并且該成型腔8橫截面的形狀尺寸與所要加工的板帶或型材的橫截面形狀尺寸相一致。
[0019]工作時(shí)，首先將兩種需要復(fù)合的圓柱形金屬坯料進(jìn)行加熱，加熱至合適溫度后，將兩種圓柱形金屬坯料分別放入第一坯料腔2和第二坯料腔5內(nèi)，然后通過伸縮裝置來控制位于左側(cè)的第一擠壓桿I和位于右側(cè)的第二擠壓桿7運(yùn)動(dòng)，第一擠壓桿I和第二擠壓桿7分別伸入第一坯料腔2和第二坯料腔5內(nèi)并擠壓兩種金屬坯料，兩種金屬坯料在壓力的作用下進(jìn)入復(fù)合型腔4，在復(fù)合型腔4內(nèi)復(fù)合后進(jìn)入成型腔8，成型腔8的橫截面可以設(shè)計(jì)成方形以用于生產(chǎn)雙層金屬板帶，也可以設(shè)計(jì)圓形以用于生產(chǎn)雙層金屬棒材，還可以設(shè)計(jì)成其它形狀以生產(chǎn)各種不同形狀的型材，本實(shí)施例的成型腔8的橫截面設(shè)計(jì)成方形，因此本實(shí)施例的雙向擠壓模具適用于生產(chǎn)雙層金屬板帶，雙層金屬板帶在成型腔8內(nèi)成型后由出料口出料。
[0020]當(dāng)兩種金屬坯料進(jìn)入復(fù)合型腔4時(shí)，第一擠壓桿I和第二擠壓桿7同時(shí)兩種金屬坯料產(chǎn)生一個(gè)擠