專利名稱：半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及金屬材料晶粒細化設備，更具體地說，涉及ー種半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置。
背景技術：
金屬材料晶粒越細，其室溫強度越高，而且韌性也同時提高。因此細化晶粒是控制金屬材料組織的最重要、最基本的方法。細化晶粒的方法主要有利用相變和再結晶的熱處理(或形變熱處理)，鋼液超速急冷，機械合金化(或機械碾磨)，超細粒子燒結，非晶晶體化，以及大塑性變形加工等方法。其中，近年來不斷發(fā)展的通過使材料產(chǎn)生劇烈的塑性變形，從而達到組織細化的大塑性變形加工方法，具有將粗晶金屬的晶粒細化到納米量級的巨大潛力，越來越受到企業(yè)及研究機構的關注。但現(xiàn)有的大塑性變形方法，如等徑角擠壓法 (Equal Channel Angular Extrusion,簡稱 ECAE),高壓扭轉(zhuǎn)法(High Pressure torsion,簡稱HPT),反復重疊壓接法(Accumulative Roll-Bonding,簡稱ARB),以及循環(huán)擠壓法(Cyclic Extrusion-Compression,簡稱CEC)等,大都存在著一些問題，比如模具要求高、壽命低、成本高，生產(chǎn)效率低，無法制備難以變形的材料，所制備的材料尺寸有限等等，一直是大塑性變形法需要突破的難點。另外，目前的細化方式大多都是對材料表面晶粒細化、或是必須在熱塑性狀態(tài)下進行變形細化晶粒、或是主要限于針對細圓棒、鋁材等變形抗力相對較低的材料所進行的擠壓試驗，而擠壓模具多采用驅(qū)動エ件穿過模具來完成塑性變形的模式，造成對模具要求高、無法制備如鋼材等難以變形的材料。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術中存在的上述缺點，本實用新型的目的是提供ー種半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置，能夠?qū)︿X材、鋼材、鈦材、銅材等材料進行多個道次的擠壓塑性變形，實現(xiàn)對材料的整體晶粒細化。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案該半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置包括上端敞ロ的殼體、以及設于殼體內(nèi)的尾帶壓緊部件、模具下壓緊部件、擠壓模具和擠推部件，殼體ー側設有帶材進ロ，擠壓模具包括相連的左楔體和右楔體，左楔體與殼體底部之間及左楔體與右楔體之間設有一水平上折的擠壓通道，右楔體的前下端固設有ー楔形刀片；尾帶壓緊部件設于左楔體的左側，模具下壓緊部件設于整個擠壓模具的上方，擠推部件連接設于右楔體的右側。所述的尾帶壓緊部件包括尾帶壓緊液壓缸和壓塊，壓塊上端與尾帶壓緊液壓缸下端相連，壓塊下端開有供試樣通過的凹槽。所述的模具下壓緊部件包括上擋板、上滑板和位移傳感器，上擋板與殼體相連，上滑板設于上擋板下方并同時壓緊左楔體和右楔體，位移傳感器設于上滑板上，并正對右楔體。[0009]所述的上滑板下表面還開設有油槽。所述的擠推部件包括ー擠推液壓缸，擠推液壓缸一端與右楔體的右端面相連，另一端與殼體相固定。所述的左楔體和右楔體之間通過兩根與擠推液壓缸平行的快速拆裝螺栓相連，并且快速拆裝螺栓的另一端穿出殼體。所述的殼體底部還固設有用干與左楔體形成擠壓通道的下滑板。在上述技術方案中，本實用新型的半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置包括上端敞ロ的殼體、以及設于殼體內(nèi)的尾帶壓緊部件、模具下壓緊部件、擠壓模具和擠推部件，擠壓模具包括相連的左楔體和右楔體，左楔體與殼體底部之間及左楔體與右楔體之間設有一水平上折的擠壓通道，右楔體的前下端固設有ー楔形刀片。該擠壓試驗裝置結構簡單，操作方便，完全能夠滿足鋼、鋁、鈦、銅等金屬薄帶的多道次大塑性變形研究。

圖I是本實用新型的擠壓試驗裝置的立體圖；圖2是本實用新型的尾帶壓緊部件的立體圖；圖3是本實用新型的擠壓試驗裝置的立體分解圖；圖4是本實用新型的擠壓模具的剖視圖；圖5a 圖5e分別是本實用新型的擠壓試驗裝置的工作原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例進ー步說明本實用新型的技術方案。請參閱圖I 圖4所示，本實用新型的半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置10包括上端敞ロ的殼體11、以及設于殼體11內(nèi)的尾帶壓緊部件12、模具下壓緊部件13、擠壓模具14和擠推部件15，殼體11 一側設有帶材進ロ，擠壓模具14包括相連的左楔體141和右楔體142，左楔體141與殼體11底部之間及左楔體141與右楔體142之間設有一水平上折的擠壓通道143，右楔體142的前下端固設有ー楔形刀片144 ;尾帶壓緊部件12設于左楔體141的左偵れ模具下壓緊部件13設于整個擠壓模具14的上方，擠推部件15連接設于右楔體142的右側。其中，所述的尾帶壓緊部件12包括尾帶壓緊液壓缸121和壓塊122，壓塊122上端與尾帶壓緊液壓缸121下端相連，壓塊122下端開有供試樣通過的凹槽123，通過尾帶壓緊液壓缸121能夠驅(qū)動壓塊122下壓住帶材I尾部或上抬放開帶材I尾部。所述的模具下壓緊部件13包括上擋板131、上滑板132和位移傳感器133，上擋板131與殼體11相連，上滑板132設于上擋板131下方并同時壓緊左楔體141和右楔體142，起到始終對擠壓模具14有一個下壓力，當然也可采用加設液壓缸來實現(xiàn)持續(xù)下壓作用。而位移傳感器133設于上滑板132上，并正對右楔體142，用于測量右楔體142的移動量。另外，所述的上滑板132下表面還開設有油槽，使其與擠壓模具14上表面之間具有良好的潤滑效果。所述的擠推部件15包括ー擠推液壓缸151,擠推液壓缸151 —端與右楔體142的右端面相連,另一端與殼體11相固定，通過擠推液壓缸151能夠驅(qū)動整個擠壓模具14進行向左擠推或向右后移，從而實現(xiàn)帶材I的前行和大塑性變形。所述的左楔體141和右楔體142之間是通過兩根與擠推液壓缸151平行的快速拆裝螺栓152相連，該快速拆裝螺栓152為加長型，其另一端延長至穿出殼體11，如此當擰動快速拆裝螺栓152的穿出端，能夠快速拆下左楔體141和右楔體142，從而便于將試驗結束后殘留于擠壓模具14下部的一小截帶材I尾部取出。所述的殼體11底部還可固設有用干與左楔體141形成擠壓通道143的下滑板，帶材I通過殼體11設于下滑板上進行擠壓試驗。請結合圖5a 圖5e所示，該擠壓試驗裝置1010的工作原理如下初始狀態(tài)時， 左楔體141左側位于距壓塊122 —個微步長S的位置，該微步長S是接下來擠推液壓缸151每次將要前后運動的行程，也是帶材I毎次在擠壓通道143內(nèi)上折擠塑變形的長度。該微步長S應盡可能小，這樣帶材I不至于在壓塊122和左楔體141之間折彎。然后，將帶材I頭部從帶材I進ロ進入擠壓通道143并接觸到折彎處。此時通過尾帶壓緊液壓缸121驅(qū)動壓塊122下壓住帶材I尾部(見圖5a)。然后，通過擠推液壓缸151帶動右楔體142及左楔體141進行整體向左推擠，通過楔形刀片144將靜止的帶材I頭部擠壓在擠壓通道143的上折段內(nèi)，實現(xiàn)其在折彎處產(chǎn)生塑性變形(見圖5b)。再通過尾帶壓緊液壓缸121驅(qū)動壓塊122松開帶材I尾部，并通過擠推液壓缸151帶動右楔體142及左楔體141進行整體向右后退，此時帶材I受カ也向右后退ー個微步長
S(由位移傳感器133控制)，為下ー輪擠壓變形作準備(見圖5c)。往復循環(huán)上述推擠、后退步驟(圖5d、圖5e)，將帶材I在擠壓模具14內(nèi)逐步擠出，直到剩下最后一段尾部留在左楔體1411內(nèi)。本實用新型的擠壓試驗裝置10是根據(jù)已申請的一種大塑性變形細化晶粒方法(申請?zhí)枮?01010132607. 7)的原理來設計的，通過該擠壓試驗裝置10，能夠?qū)︿X材或變形抗カ相對較高的鋼材等各種材料進行室溫環(huán)境下的整體晶粒細化，完全能夠滿足對材料的摩擦擠壓大塑性變形機理研究。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內(nèi)。
權利要求1.ー種半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置，其特征在干 包括上端敞ロ的殼體、以及設于殼體內(nèi)的尾帶壓緊部件、模具下壓緊部件、擠壓模具和擠推部件，殼體ー側設有帶材進ロ，擠壓模具包括相連的左楔體和右楔體，左楔體與殼體底部之間及左楔體與右楔體之間設有一水平上折的擠壓通道，右楔體的前下端固設有ー楔形刀片；尾帶壓緊部件設于左楔體的左側，模具下壓緊部件設于整個擠壓模具的上方，擠推部件連接設于右楔體的右側。
2.如權利要求I所述的半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置，其特征在于 所述的尾帶壓緊部件包括尾帶壓緊液壓缸和壓塊，壓塊上端與尾帶壓緊液壓缸下端相連，壓塊下端開有供試樣通過的凹槽。
3.如權利要求I所述的半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置，其特征在于 所述的模具下壓緊部件包括上擋板、上滑板和位移傳感器，上擋板與殼體相連，上滑板設于上擋板下方并同時壓緊左楔體和右楔體，位移傳感器設于上滑板上，并正對右楔體。
4.如權利要求3所述的半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置，其特征在于 所述的上滑板下表面還開設有油槽。
5.如權利要求I所述的半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置，其特征在于 所述的擠推部件包括一擠推液壓缸，擠推液壓缸一端與右楔體的右端面相連，另一端與殼體相固定。
6.如權利要求5所述的半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置，其特征在于 所述的左楔體和右楔體之間通過兩根與擠推液壓缸平行的快速拆裝螺栓相連，并且快速拆裝螺栓的另一端穿出殼體。
7.如權利要求I所述的半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置，其特征在于 所述的殼體底部還固設有用干與左楔體形成擠壓通道的下滑板。
專利摘要本實用新型公開了一種半連續(xù)等通道擠壓試驗裝置，該試驗裝置包括上端敞口的殼體、以及設于殼體內(nèi)的尾帶壓緊部件、模具下壓緊部件、擠壓模具和擠推部件，擠壓模具包括相連的左楔體和右楔體，左楔體與殼體底部之間及左楔體與右楔體之間設有一水平上折的擠壓通道，右楔體的前下端固設有一楔形刀片。該擠壓試驗裝置結構簡單，操作方便，完全能夠滿足鋼、鋁、鈦、銅等金屬薄帶的多道次大塑性變形研究。
文檔編號G01N3/12GK202433259SQ20112053496
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權日2011年12月20日
發(fā)明者張春偉, 朱健樺, 閆博 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司