专利名称：一种制备超细晶块体材料的倒t形挤压模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模具，尤其是一种倒T形大塑性变形挤压模具，用于制备超 细晶块体材料的模具。
背景技术：
大塑性变形技术(简称SPD)具有强烈的晶粒细化作用，可以直接将材料的内部组 织细化到亚微米乃至纳米级，已被国际材料学界公认为是制备块体超细晶材料的最有前途 的方法。最近几年大塑性变形技术得到了迅猛的发展，主要有等径角挤压法(ECAP)、高压 扭转(HPT)、往复挤压(CEC)、累积轧制(ARB)等。其中等径角挤压法发展最为迅猛，同其它 大塑性变形方法相比，等径角挤压法可较容易地实现多次重复变形，试样在变形过程中承 受严重的纯剪切应变，使试样在断面形状和尺寸不改变的情况下获得大塑性变形，从而使 组织细化到亚微米甚至纳米数量级，且得到的是致密，无污染的块体超细晶材料。同时，调 整剪切面和剪切方向可以获得不同的结构和组织。 但是在现有技术中，由于模具通常采用单边转角挤压，道次挤压变形量小，往往需 要进行五道次甚至更多道次才能累积足够的变形量，变形效率低，同时进行多道次挤压尾 料切除量大，生产成本高。
发明内容本实用新型的目的在于改进模具结构，克服现有技术变形效率低、道次挤压变形 量小的缺陷，提供一种制备超细晶块体材料的倒T形挤压模具，使其具有道次挤压变形量 大、利用极少道次就能达到大的变形量、晶粒细化能力强、操作方便、结构简单、可反复挤压 的优点。 本实用新型是通过以下技术法案实现的，本实用新型包括上模、下模、模套、挤压 杆；沿分模面将模具分为上模、下模，上模、下模紧密结合放入模套内，(沿分模面形成的) 上模垂直通道与下模水平通道构成倒T形挤压通道，且上模垂直通道与下模水平通道横截 面面积相等、形状相同，形状为方形。坯料和挤压杆从上模垂直通道放入，挤压杆截面设计 为方形(也可为圆形)，为保证挤压杆在挤压时不产生应力集中而损害挤压杆，保证挤压杆 在工作时的稳定，将其末端设计为阶梯状。 本实用新型采用模具钢制作倒T形挤压模具，上、下模受力状况是本模具设计考 虑的主要因素。为了使坯料易于放入挤压通道，一般坯料的宽度总比通道宽度略小。挤压 开始时，坯料先镦粗，逐渐与模壁接触，挤压继续进行，通道内壁则受到强烈的材料变形力 挤压，因此需要保证模具具有高强度。传统模具在挤压过程中，由紧固螺栓承受变形力。本 模具设计为横向两瓣式，沿分模面将模具分为上模和下模，上模保持挤压通道的完整性，改 变了模具的受力方式.变形力主要由完整的挤压通道承受。挤压杆截面外形为方形(或圆 形)，末端为阶梯状，其高度由坯料的长短确定。 本实用新型的技术核心在于上模和下模合拢在一起形成倒T形挤压通道。在挤压过程中，坯料在挤压杆的作用下，从上模垂直通道向下挤压，到达上模垂直通道与下模水 平通道的交接处，材料发生剪切变形，由于材料是在水平方向上向两边流动，形成两个剪切 面，对坯料产生较大的塑性变形。当挤压杆阶梯台与上模凸起的方形凸台相接触，挤压过程 结束。挤压结束后坯料停留在下模水平通道中。脱模时，利用压力机回程力将挤压杆拔出， 上下模分离，将坯料取出。完成一次挤压，可旋转工件放入上模垂直通道重复以上过程，配 合热处理实现多道次大塑性变形，通过回复再结晶工艺得到细小均匀的晶粒。 本实用新型道次变形量大，变形效率高，具有显著的晶粒细化效果，金属型模具结 构简单，加工容易，适用面广，节省材料，降低成本。
图1为本实用新型的倒T形挤压模具结构示意图； 图2为本实用新型的挤压杆示意图。 图中，1-上模，2-下模，3-模套，4-挤压杆。
具体实施方式如图1和图2所示，本实用新型包括上模1、下模2、模套3、挤压杆4。沿分模面 将模具分为上模1、下模2。上模1、下模2紧密结合放入模套3内，沿分模面形成的上模垂 直通道与下模水平通道构成倒T形挤压通道，且上模垂直通道与下模水平通道横截面面积 相等、形状相同，形状为方形。坯料和挤压杆4从上模垂直通道放入，挤压杆4截面设计为 方形(也可为圆形)，末端设计为阶梯状。
权利要求一种制备超细晶块体材料的倒T形挤压模具，其特征在于由上模(1)、下模(2)、模套(3)、挤压杆(4)构成；沿分模面将模具分为上模(1)、下模(2)，上模(1)、下模(2)紧密结合放入模套(3)内，上模垂直通道与下模水平通道形成倒T形挤压通道，挤压杆(4)从上模垂直通道放入。
2. 根据权利要求1所述的制备超细晶块体材料的倒T形挤压模具，其特征是上模垂直 通道和下模水平通道的横截面形状相同、面积相等，形状为方形，模具为横向两瓣式。
3. 根据权利要求1所述的制备超细晶块体材料的倒T形挤压模具，其特征是挤压杆 (4)截面设计为方形或圆形，其末端为阶梯状。
专利摘要本实用新型是一种制备超细晶块体材料的倒T形挤压模具。由上模(1)、下模(2)、模套(3)、挤压杆(4)组成。沿分模面将模具分为上模(1)、下模(2)，上模(1)、下模(2)紧密结合放入模套(3)内，上模垂直通道与下模水平通道形成倒T形挤压通道，且上模垂直通道与下模水平通道的横截面形状相同、面积相等，形状为方形。坯料和挤压杆(4)从上模垂直通道放入，挤压杆(4)截面设计为方形(也可为圆形)，为保证挤压杆在挤压时不产生应力集中而损害挤压杆，保证挤压杆工作时的稳定，将其末端设计为阶梯状。本实用新型道次变形量大，变形效率高，利用极少道次就能达到大的变形量，具有显著的晶粒细化效果，金属型模具结构简单，加工容易，适用面广，节省材料，降低成本。
文档编号B21C25/02GK201543670SQ200920253790
公开日2010年8月11日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者史庆南, 王效琪, 肖潇, 起华荣 申请人:昆明理工大学