一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及輕合金液固連續(xù)成形制備的強(qiáng)化工藝，具體地說涉及一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具。
【背景技術(shù)】
[0002]輕合金具有密度低、高比強(qiáng)度、高比剛度、導(dǎo)熱性好、電磁屏蔽性優(yōu)異、對振動(dòng)及沖擊能量的吸收高等優(yōu)點(diǎn)，是非常重要的輕量化結(jié)構(gòu)用綠色工程材料，在汽車、電子、航空航天等科技前沿領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]但是，由于輕合金的密排六方結(jié)構(gòu)使得它的塑性成型能力差，并且輕合金的強(qiáng)度低，抗腐蝕性能差，在一定的程度上限制了輕合金的廣泛應(yīng)用。目前，通過細(xì)化晶粒來改善其微觀組織是一種有效的提高輕合金材料成型能力的方法。
[0004]近年來在輕合金晶粒細(xì)化方面開展了一些研宄，主要是通過大變形處理方法如等徑角擠壓，攪拌摩擦焊，交叉軋制，異步軋制，往復(fù)擠壓，多向鍛造，累積疊軋工藝和道次變形量很大的熱軋來使晶粒得到細(xì)化。但很多這樣的方法由于其自身工藝的限制，細(xì)化晶粒的作用有待提高，細(xì)化輕合金材料微觀組織、提高輕合金組織均勻性的作用還不明顯。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于怎樣解決輕合金加工麻煩，成材率低，成材質(zhì)量差的問題，提供一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具，其特征在于:包括模具本體，所述模具本體具有豎直設(shè)置的熔液容置腔和與熔液容置腔相連的擠壓成型通道；所述熔液容置腔呈筒狀，其上端為開放端，在熔液容置腔內(nèi)配合設(shè)有擠壓沖頭，所述擠壓沖頭與熔液容置腔的側(cè)壁緊密貼合，下壓擠壓沖頭能夠?qū)⑤p合金熔液壓入擠壓成型管道內(nèi)；
[0007]所述擠壓成型通道的進(jìn)口端與熔液容置腔相連通，出口端來回彎曲數(shù)次后貫穿模具本體的側(cè)壁，其內(nèi)徑從進(jìn)口端到出口端逐漸減小，且擠壓成型通道的出口端的軸向位于水平方向；
[0008]在模具本體上還設(shè)有若干冷卻水通道，所述冷卻水通道對稱分布于擠壓成型通道的兩側(cè)。
[0009]進(jìn)一步地，所述擠壓成型通道由依次相連的I段通道、2段通道、3段通道、4段通道、5段通道、6段通道和7段通道構(gòu)成，其中，I段通道的進(jìn)口端與熔液容置腔相連通，出口端向下傾斜，使I段通道與熔液容置腔之間形成15 — 30°的夾角α ;2段通道的進(jìn)口端與I段通道的出口端相連，出口端向上傾斜，使2段通道與I段通道之間形成90— 105°的夾角β ;3段通道的進(jìn)口端與2段通道的出口端相連，出口端向下傾斜，使3段通道與2段通道之間形成90—105°的夾角γ ;4段通道的進(jìn)口端與3段通道的出口端相連，出口端向上傾斜，使4段通道與3段通道之間形成30— 45°的夾角δ ;5段通道的進(jìn)口端與4段通道的出口端相連，出口端向上傾斜，使5段通道與4段通道之間形成90—125°的夾角ε ；6段通道的進(jìn)口端與5段通道的出口端相連，出口端向上傾斜，使6段通道與5段通道之間形成90—130°的夾角ζ ;7段通道的進(jìn)口端與6段通道的出口端相連，其出口端水平貫穿模具本體的側(cè)壁，使7段通道與6段通道之間形成30— 45°的夾角η。
[0010]進(jìn)一步地，I段通道、2段通道、3段通道、4段通道、5段通道、6段通道和7段通道的內(nèi)徑比依次為:1:0.9:0.8:0.7:0.6:0.5:0.5。
[0011]進(jìn)一步地，所述模具本體由對稱設(shè)置的兩部分組合形成。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1.在同一臺設(shè)備上同時(shí)完成了激冷鑄造和擠壓、剪切三道工序，相比熱擠壓工藝省去了鑄錠加熱、開坯及熱擠等多道工序，減少了廢料，節(jié)約了能源。
[0014]2.省去了鑄錠銑面，減少了熱擠后的切頭切尾，擠壓余料可連續(xù)使用，成材率提高約 15%?20%。
[0015]3.占地面積小，可連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行生產(chǎn)，簡化生產(chǎn)工藝，制備和生產(chǎn)輕合金材料時(shí)間短、縮短生產(chǎn)周期，成形速度快，使生產(chǎn)效率大大提高，便于自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
[0016]4.本裝置將液態(tài)金屬與擠壓變形技術(shù)合為一體，生產(chǎn)的輕合金材料強(qiáng)塑性好，成材質(zhì)量高。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為擠壓通道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:I一模具本體，2—熔液容置腔，3—擠壓成型通道，31-1段通道，32—2段通道，33一3段通道，34一4段通道，35一5段通道，36一6段通道，37一7段通道，4一擠壓沖頭。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]實(shí)施例:參見圖1、圖2，一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具，包括模具本體1，所述模具本體I具有豎直設(shè)置的熔液容置腔2和與熔液容置腔2相連的擠壓成型通道3。制作時(shí)，所述模具本體I由對稱設(shè)置的兩部分組合形成，從而使模具的制作更加方便、快捷，并降低模具的加工成本。所述熔液容置腔2呈筒狀，其上端為開放端，在熔液容置腔2內(nèi)配合設(shè)有擠壓沖頭4，所述擠壓沖頭4與熔液容置腔2的側(cè)壁緊密貼合，下壓擠壓沖頭4能夠?qū)⑤p合金熔液壓入擠壓成型管道內(nèi)。在模具本體I上還設(shè)有若干冷卻水通道，所述冷卻水通道對稱分布于擠壓成型通道3的兩側(cè)。
[0022]所述擠壓成型通道3的進(jìn)口端與熔液容置腔2相連通，出口端來回彎曲數(shù)次后貫穿模具本體I的側(cè)壁，其內(nèi)徑從進(jìn)口端到出口端逐漸減小，且擠壓成型通道3的出口端的軸向位于水平方向。具體實(shí)施時(shí)，I段通道31、2段通道32、3段通道33、4段通道34、5段通道35、6段通道36和7段通道37的內(nèi)徑比依次為:1:0.9:0.8:0.7:0.6:0.5:0.5。所述擠壓成型通道3由依次相連的I段通道31、2段通道32、3段通道33、4段通道34、5段通道35、6段通道36和7段通道37構(gòu)成，其中，I段通道31的進(jìn)口端與熔液容置腔2相連通，出口端向下傾斜，使I段通道31與熔液容置腔2之間形成15 — 30°的夾角α ;2段通道32的進(jìn)口端與I段通道31的出口端相連，出口端向上傾斜，使2段通道32與I段通道31之間形成90—105°的夾角β ;3段通道33的進(jìn)口端與2段通道32的出口端相連，出口端向下傾斜，使3段通道33與2段通道32之間形成90—105°的夾角γ ；4段通道34的進(jìn)口端與3段通道33的出口端相連，出口端向上傾斜，使4段通道34與3段通道33之間形成30—45°的夾角δ ;5段通道35的進(jìn)口端與4段通道34的出口端相連，出口端向上傾斜，使5段通道35與4段通道34之間形成90—125°的夾角ε ;6段通道36的進(jìn)口端與5段通道35的出口端相連，出口端向上傾斜，使6段通道36與5段通道35之間形成90— 130°的夾角ζ ;7段通道37的進(jìn)口端與6段通道36的出口端相連，其出口端水平貫穿模具本體I的側(cè)壁，使7段通道37與6段通道36之間形成30—45°的夾角η。從而使輕合金恪液在亞快速凝固和在擠壓三向壓力及連續(xù)剪切作用下塑性變形，有效提高輕合金的質(zhì)量。
[0023]生產(chǎn)過程中，以液態(tài)輕合金(熔液狀)為原料，用水冷擠壓的方式結(jié)晶，在模具本體I外部安裝激冷水套，水套與冷卻水通道的兩端相連，水套內(nèi)充滿高速流動(dòng)的冷卻水，這樣，模具內(nèi)的金屬液在擠壓成型通道3中亞快速冷卻凝固后，呈固態(tài)或半固態(tài)并承受連續(xù)擠壓和剪切的外力，制備出輕合金棒材(型材)。通過該模具不僅可以消除輕合金鑄造組織中的縮孔、疏松等缺陷，還可以改善零件的微觀組織和力學(xué)性能，得到細(xì)化的表面細(xì)晶組織。擠壓沖頭4既有保壓的作用又可以擠壓推動(dòng)金屬液、還可以擠壓成型固態(tài)(半固態(tài))坯料，從而保持連續(xù)擠壓。該加工過程具有亞快速凝固和在擠壓三向壓力及連續(xù)剪切作用下塑性變形的特點(diǎn)，可生產(chǎn)難變形合金棒材(型材)，并提高力學(xué)性能。
[0024]最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具，其特征在于:包括模具本體，所述模具本體具有豎直設(shè)置的熔液容置腔和與熔液容置腔相連的擠壓成型通道；所述熔液容置腔呈筒狀，其上端為開放端，在熔液容置腔內(nèi)配合設(shè)有擠壓沖頭，所述擠壓沖頭與熔液容置腔的側(cè)壁緊密貼合，下壓擠壓沖頭能夠?qū)⑤p合金熔液壓入擠壓成型管道內(nèi)； 所述擠壓成型通道的進(jìn)口端與熔液容置腔相連通，出口端來回彎曲數(shù)次后貫穿模具本體的側(cè)壁，其內(nèi)徑從進(jìn)口端到出口端逐漸減小，且擠壓成型通道的出口端的軸向位于水平方向； 在模具本體上還設(shè)有若干冷卻水通道，所述冷卻水通道對稱分布于擠壓成型通道的兩側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具，其特征在于:所述擠壓成型通道由依次相連的I段通道、2段通道、3段通道、4段通道、5段通道、6段通道和7段通道構(gòu)成，其中，I段通道的進(jìn)口端與熔液容置腔相連通，出口端向下傾斜，使I段通道與熔液容置腔之間形成15 — 30°的夾角α ;2段通道的進(jìn)口端與I段通道的出口端相連，出口端向上傾斜，使2段通道與I段通道之間形成90—105°的夾角β ;3段通道的進(jìn)口端與2段通道的出口端相連，出口端向下傾斜，使3段通道與2段通道之間形成90 —105°的夾角γ ；4段通道的進(jìn)口端與3段通道的出口端相連，出口端向上傾斜，使4段通道與3段通道之間形成30—45°的夾角δ ;5段通道的進(jìn)口端與4段通道的出口端相連，出口端向上傾斜，使5段通道與4段通道之間形成90—125°的夾角ε ;6段通道的進(jìn)口端與5段通道的出口端相連，出口端向上傾斜，使6段通道與5段通道之間形成90—130°的夾角ζ ;7段通道的進(jìn)口端與6段通道的出口端相連，其出口端水平貫穿模具本體的側(cè)壁，使7段通道與6段通道之間形成30— 45°的夾角η。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具，其特征在于:1段通道、2段通道、3段通道、4段通道、5段通道、6段通道和7段通道的內(nèi)徑比依次為:1:0.9:0.8:0.7:0.6:0.5:0.5。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具，其特征在于:所述模具本體由對稱設(shè)置的兩部分組合形成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種輕合金連續(xù)激冷鑄擠模具，包括模具本體，所述模具本體具有熔液容置腔和擠壓成型通道；所述熔液容置腔呈筒狀，其上端為開放端，在熔液容置腔內(nèi)配合設(shè)有擠壓沖頭；所述擠壓成型通道的進(jìn)口端與熔液容置腔相連通，出口端來回彎曲數(shù)次后貫穿模具本體的側(cè)壁；在模具本體上還設(shè)有若干冷卻水通道，所述冷卻水通道對稱分布于擠壓成型通道的兩側(cè)。本實(shí)用新型能使輕合金加工方便、快捷，成材率高，并且成材質(zhì)量好。
【IPC分類】B22D18/02
【公開號】CN204657444
【申請?zhí)枴緾N201520360134
【發(fā)明人】胡紅軍, 秦松, 李運(yùn)洋, 孫釗, 黃偉九, 楊明波
【申請人】重慶理工大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月29日