本發明涉及機械加工及材料成型技術領域，尤其是涉及一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具。

背景技術：

基于大塑性變形理論的等通道轉角擠壓(ecap)制備超細晶材料的方法問世以來，逐漸受到世界各國材料研究者的普遍關注并進行了大量的實驗研究，結果表明，等通道轉角擠壓是一種有效的制備超細晶材料的方法。與傳統的制備超細晶材料的方法相比，這種方法避免了材料中可能帶入的雜質以及超細晶材料中存在的大量微空隙。因此，該工藝方法是制備金屬及合金超細晶材料的一種有效的工藝，具有很好的工業應用潛力。

等通道轉角擠壓工藝處理后合金材料組織顯著細化，金屬材料力學性能明顯提高。近幾年該工藝已由試驗研究階段逐步開始推廣應用，但該擠壓過程一般需要對試樣與模具通過加熱后用大型擠壓設備進行擠壓，每次只能擠壓一根試樣，擠壓效率低下，耗時較長。除此之外，試樣與模具需單獨一套加熱設備，由于模具加熱后的搬運及熱傳遞等造成試樣與模具熱量損失，導致擠壓時擠壓溫度與設定溫度存在誤差，并且在高溫和較大擠壓力作用下，模具內用于連接和固定作用的螺釘容易發生滑絲、拉伸、松動等現象降低了模具的擠壓效果。

技術實現要素：

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明有必要提供一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具，其具有以下優點：

1、發明創造了一種新的模具內部結構和連接方式，實現在一次擠壓過程中可同時按需對1-4根試樣進行擠壓的功能，提高擠壓效率，并可以在同一模具內根據不同擠壓試樣的塑形要求提供具有不同轉角角度的擠壓通道。

2、首創了新的模具使其實現了模具與試樣具備自動加熱、保溫和溫度檢測和調節功能，解決了采用額外加熱設備導致的擠壓過程中溫度不可調及熱量損失的難題。

3、新的模具有效避免擠壓時試樣在模具通道內發生墩粗和試樣的塑性流動所產生的較大彎矩使模具頂桿處的連接螺釘松動和損壞的發生。

4、整套模具具有結構簡單，易于拆卸和安裝的特點，并可對易損件進行快速替換，具備很好的互換性。

本發明是這樣實現的，一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具，包括用于提供導軌約束和用于放置加熱和溫度檢測裝置的外模具和中間模具；用于放置試樣并提供擠壓轉角通道的通道模具；用于與所述外模具和中間模具導軌相配合的擠壓推動機構，所述擠壓推動機構在所述外模具和中間模具導軌內移動對試樣在所述通道模具內進行擠壓，最終完成等通道轉角的擠壓。

根據本發明的一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具，新的模具結構呈對稱式分布，可同時按需對1-4根試樣進行擠壓，并且可同時提供多種具有不同轉角角度的通道以滿足不同試樣材料對通道轉角角度的要求。根據不同試樣材料擠壓時所需加熱溫度大小與保溫時間長短，新的模具結構可提供加熱與溫度檢測設備，即可實現模具與試樣的加熱、保溫和溫度檢測的功能，滿足了對模具和試樣的定點加熱和保溫的要求，避免了模具和試樣需要分開加熱現象的發生，解決了在搬運和擠壓過程中因模具和試樣熱量損失造成的擠壓溫度不準確的難題，從而提高了擠壓效率與擠壓精度，簡化了擠壓操作工序。

另外，根據本發明的一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具，還具有如下附加技術特征：

所述一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具：外模具和中間模具，所述外模具由左外模具和右外模具組成，進行擠壓時左外模具和右外模具成對使用，所述中間模具安裝在左外模具和右外模具中間與外模具配合使用，左外模具、右外模具和中間模具加工有凹槽，凹槽內放置擠壓推動機構，左外模具、右外模具和中間模具兩側加工有通孔，通孔用來安裝專用加熱管設備。進行等通道轉角擠壓時，加熱裝置對模具及試樣加熱后，擠壓推動機構在外力作用下推動試樣完成等通道轉角擠壓。

具體地，所述外模具包括：左外模具，所述左外模具內側與擠壓推動機構配合處加工有2個凹槽，作為擠壓推動機構的導軌，所加工凹槽左右兩側加工有盲孔，盲孔專門用來安裝固定通道模具，模具外側加工有盲孔，盲孔用來和夾緊螺栓配合夾緊模具，模具左右兩側加工有專門用來放置加熱裝置的通孔；中間模具，所述中間模具內外兩側與擠壓推動機構配合處加工有4個凹槽作為推動機構的導軌，所加工凹槽左右兩側加工有盲孔，盲孔用來安裝固定通道模具，中間模具左右兩側加工有盲孔和通孔，通孔專門用來放置加熱裝置，盲孔專門用來放置熱電偶等溫度檢測裝置。右外模具，所述右外模具與擠壓推動機構配合處加工有2個凹槽，凹槽兩側加工有盲孔，盲孔用來安裝固定通道模具，模具兩側加工有專門用來放置加熱裝置的通孔。擠壓時，可按需對1-4根試樣進行同時擠壓，利用模具自身加熱裝置和溫度檢測裝置對模具及試樣進行設定溫度的加熱和保溫后將擠壓推動機構放置在外模凹槽內，進行等通道轉角擠壓。

所述一種高效自加熱等通道轉角擠壓模具：通道模具，所述通道模具分別安裝固定在外模具與中間模具之間，安裝固定后通道模具為試樣提供了具有一定轉角角度的通道，擠壓推動機構與通道模具配合形成一個封閉的通道，試樣在此通道內進行擠壓。

具體地，所述通道模具包括：通道大模具，所述通道大模具表面加工有通孔，用以和中間模具、外模具的固定；通道小模具，所述通道小模具表面加工有通孔，用以和中間模具、外模具的固定，所述通道大模具與所述通道小模具上通孔與外模具和中間模具通過軸銷固定，并且，在同一模具中可根據試樣塑性要求和實際需要同時提供兩種轉角角度的通道模具，滿足了不同試樣的擠壓要求，提高了擠壓效率。

所述一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具：擠壓推動機構，所述擠壓推動機 構安裝在所述外模具和中間模具凹槽內，與外模具和中間模具相配合在擠壓力作用下推動試樣完成等通道轉角擠壓。

具體地，所述擠壓推動機構包括：頂桿座，所述頂桿座加工有沉頭孔，用以安裝固定頂桿柱、頂桿架。頂桿柱，所述頂桿柱頂端加工有圓柱凸臺，用以頂桿柱與頂桿座的定位，凸臺上加工有一定深度的螺紋孔，并用螺釘將頂桿柱與頂桿座連接固定，頂桿柱放入通道大模具與通道小模具之間的間隔中，其底端與試樣一端接觸，推動試樣在通道內移動。頂桿架，所述頂桿架頂端加工有圓柱凸臺，用以頂桿架與頂桿座的定位，凸臺上加工有一定深度的螺紋孔，并用螺釘將頂桿架與頂桿座連接固定，頂桿架安裝在頂桿座上后，與外模和中間模具的凹槽配合，使其只能沿凹槽移動。

所述一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具：模具夾緊機構，所述模具夾緊機構安裝在模具外側。

具體地，所述模具夾緊機構包括夾緊支架和夾緊螺栓組成，所述夾緊支架兩側加工有螺紋孔，當模具和試樣裝配好后，將夾緊支架放置在模具上，兩側螺紋孔與左右外模外側盲孔對齊，并用螺栓擰緊，實現了模具整體的固定。

根據本發明一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具，在等通道轉角擠壓過程中，可直接利用模具自身的加熱裝置和溫度檢測裝置對模具和試樣進行指定溫度的加熱、保溫和控制，首次將模具設計成對稱式結構，結構緊湊，在擠壓過程中可按需同時擠壓1-4根試樣，并且可同時在一次擠壓過程中提供多種不同轉角角度的通道模具，此外，模具中的通道模具采用分體設計，方便拆卸替換，可根據不同擠壓工藝轉角角度的要求及試樣塑性特點快速選擇與更換，滿足了不同擠壓試樣對擠壓角度不同的要求。首創的模具結構的連接和固定方式有效減少了螺釘的損壞，顯著提高模具使用壽命和擠壓效率，頂桿架和頂桿柱頂端的圓柱凸臺與頂桿座沉頭孔配合并用螺釘聯接，有效解決了擠壓過程中因試樣在模具通道內發生墩粗和塑性流動而對頂桿架頂部連接處產生的較大彎矩使連接螺釘發生松動或損壞的問題，又能及時替換掉被破壞的頂桿柱，滿足拆卸方便、便于替換易損件的要求。夾緊機構在模具外部利用螺栓固定整個模具，滿足了拆卸方便和裝配簡單的要求，此模具的應用，極大的提高了擠壓效率，可擴大等通道轉角擠壓技術在實際中的應用范圍，提高其推廣速度，可廣泛應用于材料的熱成型領域。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本發明的一種高效自加熱等通道轉角擠壓模具的結構示意圖。

圖2是根據本發明的外模具、中間模具和通道模具的結構示意圖；

圖3是根據本發明的右外模具、中間模具、通道模具和試樣的結構示意圖；

圖4是根據本發明的擠壓推動機構的結構示意圖；和

圖5是根據本發明的頂桿座與頂桿柱的結構示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明的一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具主要由外模具1、通道模具2、擠壓推動機構3、中間模具4、夾緊支架5、夾緊螺栓6、電加熱管7、溫度傳感器8、固定軸銷9、頂桿架固定螺釘11、頂桿固定螺釘12和試樣10。

如圖1所示，外模1和中間模具4用于固定安裝通道模具2并且為擠壓推動機構3提供導軌以及用于安裝電加熱管7和溫度傳感器8。通道模具2用以放置試樣，為等通道轉角擠壓提供具有一定轉角的通道，夾緊支架4和夾緊螺栓5用于將外模與內模夾緊，擠壓推動機構3用以推動試樣沿中間模具2的通道移動，完成等通道轉角擠壓。

外模具1由兩部分組成，具體地，如圖2所示，外模具1由左外模具1(1)和右外模具1(2)組成，左外模具1(1)、右外模具1(2)與中間模具4之間固定安裝有通道模具2，外模具1和中間模具4通過夾緊支架5和夾緊螺栓6夾緊固定。如圖3所示，模具內可同時安裝具有90度和120度通道轉角的通道模具，通道模具由通達大模具2(1)和通道小模具2(2)組成。通道大模具2(1)和通道小模具2(2)通過固定軸銷9固定在外模具1和中間模具4之間，通道大模具2(1)與通道小模具2(2)之間存在一定的間隔，形成具有一定轉角的通道，通道內放置擠壓試樣9。

擠壓推動機構3由頂桿座3(1)、頂桿架3(2)、頂桿柱3(3)組成，具體地，如圖4所示，頂桿座兩表面均加工有沉頭孔，頂桿架3(2)上端加工有兩個圓柱凸臺，凸臺中心加工出具有一定深度的螺紋孔，頂桿架3(2)上端圓柱凸臺與頂桿座3(1)下表面沉頭孔相配合，由頂桿架固定螺釘11通過頂桿座3(1)上表面沉頭孔將頂桿座3(1)與頂桿架3(2)連接固定。如圖5所示，頂桿座3(3)上端加工有一個圓柱凸臺，凸臺中心加工出具有一定深度的螺紋孔，頂桿座3(3)上端圓柱凸臺與頂桿座3(1)下表面中心沉頭孔相配合，由頂桿柱固定螺釘12通過頂桿座3(1)上表面中心沉頭孔將頂桿座3(1)與頂桿架3(2)連接固定。

在進行等通道轉角擠壓時，將擠壓推動機構3放入由左外模1(1)、右外模1(2)和中間模具4上凹槽所組成的4個方孔中，擠壓推動機構上兩個頂桿架3(2)內側面與通道模具2接觸，從而形成一個四面封閉的空間，限定了試樣10的自由度，頂桿柱3(3)底端面與試樣10上表面接觸，待加熱到預定溫度時，在頂桿柱擠壓力的作用下，使試樣10沿通道模具2的通道移動。

本發明所述的一種高效多試樣自加熱等通道轉角擠壓模具，首次將模具設計成對稱式結構，結構緊湊，在擠壓過程中可同時按需擠壓1-4根試樣，并在一次擠壓過程中同時提供多種不同轉角角度的通道模具，具備加熱、保溫和溫度檢測調節的功能，實現了易損件替換和裝配拆卸簡單方便的目標，有效提高了模具的使用效率，具有較大的推廣應用價值。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫 離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。