一種超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置及其成型工藝，整體采用臥式結構，包括增壓筒、擠壓筒、第一壓媒交換盤、第二壓媒交換盤、第三壓媒交換盤、擠壓模具、第一加熱套、第二加熱套和帶有擠壓軸的高壓液壓泵。其增壓筒、擠壓筒、壓媒交換盤、模具和高壓液壓均固定在活動梁和固定梁之間，活動梁和固定梁通過張立柱連接。增壓筒與擠壓筒平行設置并且位于同一水平面內。由于擠壓軸位于增壓筒內，而坯料位于擠壓筒中，擠壓筒的行程以及坯料的尺寸均可以增大，通過成型工藝在成型裝置進行靜液擠壓加工可以得到長度更長的鎂合金管材，可提高生產效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于金屬成型
，具體涉及一種超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置及其成型工藝。
技術介紹
鎂合金具有高的比剛度、比強度、散熱性好、機械加工性能優良、電磁屏蔽效果佳、回收容易等優點，逐漸在國防、汽車、電子通訊設備等領域嶄露頭角，未來發展潛力巨大。鎂合金管材是鎂合金最廣泛的應用形式之一，開發具有更好力學性能的鎂合金管材意義重大。常見的加工鎂合金零件的方法是切削，但切削加工耗費原材料，材料利用率低；一些形狀復雜的零件可采用壓鑄的方式制造，但鑄件易出現不同程度的鑄造缺陷，由于鑄造工藝的限制，鑄件性能往往難以滿足使用要求；多道次等徑角擠壓（ECAE）、半固態成型等新工藝可以大幅度提高鎂合金零件的力學性能，但其存在工藝控制困難、設備投資巨大、生產效率低等不足。鎂合金常溫塑性很差，靜液擠壓成型技術可顯著提高鎂合金的塑性，使鎂合金達到超塑性，是加工低塑性材料理想的方式。采用靜液擠壓成型技術生產鎂合金管材，不僅可以降低原材料的消耗，而且得到的管材組織致密性更好，晶粒組織更細小，力學性能更加優越。目前靜液擠壓成型工藝已有報道，但主要用于線材和棒材，與工藝對應的操作方便、過程可控的管材的靜液擠壓成型（尤其是管材的擴張成型）裝置，卻沒有見到。中國專利申請號為CN201310108301.1的專利技術專利，公開了一種帶模芯的模具，可以進行鎂合金管材的擴張擠壓和收縮擠壓。但擠壓坯料和擠壓軸均位于擠壓筒內，擠壓軸的行程及坯料長度會受到一定限制，可成型鎂合金管材的長度較短。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置及其成型工藝，解決了鎂合金材料難以塑性成型以及靜液擠壓成型鎂合金管材長度較短的問題。實現本專利技術目的的技術解決方案為：一種超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，其特征在于：整體采用臥式結構，包括增壓筒、擠壓筒、第一壓媒交換盤、第二壓媒交換盤、第三壓媒交換盤、擠壓模具、第一加熱套、第二加熱套和帶有擠壓軸的高壓液壓泵。所述增壓筒一端與第一壓媒交換盤連接，另一端與第二壓媒交換盤連接，第二壓媒交換盤中心設有通孔，擠壓軸經第二壓媒交換盤的中心通孔伸入增壓筒；增壓筒與擠壓筒平行設置，且位于同一水平面上；所述擠壓筒一端與擠壓模具連接，另一端與第三壓媒交換盤連接，第一壓媒交換盤上設有一個L形通孔，使得增壓筒的內腔與外界連通，第三壓媒交換盤上設有一個L形通孔，使得擠壓筒的內腔與外界連通，兩個L形通孔的外界連通端口之間設有鋼管，鋼管兩端分別通過液壓管接頭與兩個L形通孔的外界連通端口固連；第一加熱套設置在擠壓模具的外壁，覆蓋擠壓筒與擠壓模具連接端的端面；第二加熱套設置在擠壓筒的外壁，覆蓋擠壓模具與擠壓筒的連接端的端面。還包括空心鋼套，空心鋼套設置在增壓筒內腔；擠壓筒的結構、尺寸與增壓筒完全相同。所述第一壓媒交換盤上的L形通孔的外界連通端口與第三壓媒交換盤上的L形通孔的外界連通端口開口相對，使得連接鋼管距離最短。還包括第一密封系統、第二密封系統、第三密封系統和第四密封系統，增壓筒與第一壓媒交換盤連接處設有第一密封系統，增壓筒與第二壓媒交換盤連接處設有第二密封系統，擠壓筒與第三壓媒交換盤連接處設有第三密封系統，擠壓模具與擠壓筒連接處設有第四密封系統，所述密封系統為O型密封圈和金屬三角墊，通過所述密封系統，實現靜密封。述第二壓媒交換盤與液壓系統的擠壓軸連接處設有密封圈，實現動密封。第二壓媒交換盤上設有一個L形通孔，使得增壓筒的內腔與外界連通，所述L形通孔的外界連通端口通過液壓管接頭與液壓管連接。所述擠壓模具包括上模、模芯、下模和模芯底座；所述上模一端伸入擠壓筒，與擠壓筒連接，另一端與下模的一端連接，上模和下模構成空心圓柱；模芯底座一端設有凸臺，所述凸臺伸入下模的另一端，并與其過渡配合。模芯底座的凸臺上設有凹槽，模芯設置在上述空心圓柱中，模芯底部固定在所述模芯底座的凸臺的凹槽中，頭部伸入上模。保證模芯和模芯底座同軸。所述第一加熱套、第二加熱套均采用鎧裝式陶瓷電阻絲加熱套，使用K型熱電偶進行溫度測量，第一加熱套、第二加熱套分別采用不同的加熱溫度。還包括機架，機架包括第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁、活動梁和張力柱，依次平行間隔設置第一固定梁、第二固定梁、第三固定梁和活動梁。第一固定梁與活動梁平行，第一壓媒交換盤和第三壓媒交換盤分別固定在第一固定梁上，第二壓媒交換盤固定在第二固定梁上，高壓液壓泵一端固定在第二固定梁上，另一端固定在第三固定梁上，擠壓模具的模芯底座固定在活動梁上。第一固定梁、第二固定梁之間通過張力柱連接，第二固定梁、第三固定梁之間通過張力柱連接，第一固定梁和活動梁之間通過張力柱連接。一種超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型工藝，步驟如下：①對鎂合金坯料進行均勻化熱處理，根據所需的管材尺寸，將鎂合金坯料一端進行加工，并在坯料端面上涂上潤滑脂或潤滑油；②當擴張擠壓管件時，將模芯裝入模芯底座，模芯底座裝入下模，上模裝入下模，并且保證模芯底座、模芯、下模和上模一定的同軸度；③利用液壓擠壓機將步驟①中所述的鎂合金坯料已加工的一端擠進上模中，使兩者之間產生一定的預緊力；④在上模處安裝第三密封系統，將鎂合金坯料另一端伸進擠壓筒中；⑤分別在上模、下模處裝上第一加熱套和擠壓筒裝上第二加熱套；⑥使用液壓系統的低壓，即小于70MPa，油泵將擠壓介質，注滿增壓筒和擠壓筒；⑦檢查密封性，需保持增壓筒內壓力20MPa，30Min，壓力穩定，波動較小；⑧上模、下模處的第一加熱套通電加熱至設定溫度220℃，保溫2h；擠壓筒上的第二加熱套通電加熱至設定溫度200℃，保溫2h；⑨通過液壓系統的高壓液壓泵推動擠壓軸壓縮擠壓介質產生400MPa以上的超高壓，鎂合金坯料在靜水壓力下被擴張擠出，管材成型；⑩擠壓結束后，卸載液壓系統，待擠壓筒和擠壓模具冷卻，拆卸擠壓模具，獲得鎂合金管材。本專利技術與現有技術相比，其顯著優點在于：（1）可實現鎂合金管材的超高壓靜液擠壓成型；（2）可實現鎂合金管材的擴張成型；（3）可實現鎂合金管材的收縮成型；（4）可成型鎂合金管材的長度更長；（5）制造的鎂合金管材力學性能優越、尺寸精度高、表面質量好；（6）操作方便，生產過程可控，危險系數低，生產節拍有保證，精度高，可靠性高。附圖說明圖1為本專利技術的超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置整體結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步詳細描述。結合圖1，一種超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，整體采用臥式結構，包括增壓筒5、擠壓筒22、第一壓媒交換盤2、第二壓媒交換盤7、第三壓媒交換盤21、擠壓模具、第一加熱套14、第二加熱套18和帶有擠壓軸9的高壓液壓泵10。所述增壓筒5一端與第一壓媒交換盤2連接，另一端與第二壓媒交換盤7連接，第二壓媒交換盤7中心設有通孔，擠壓軸9經第二壓媒交換盤7的中心通孔伸入增壓筒5。增壓筒5內腔中設有空心鋼套4，有利于擠壓介質19更快地充滿增壓筒5和擠壓筒22的內腔。增壓筒5與擠壓筒22平行設置，且位于同一水平面上。所述擠壓筒22一端與擠壓模具連接，另一端與第三壓媒交換盤21連接，第一壓媒交換盤2上設有一個L形通孔，使得增壓筒5的內腔與外界連通，第三壓媒交換盤21上設有一個L形通孔，使得擠壓筒22的內腔與外界連通，兩個L形通孔的外界連通端口之間本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，其特征在于：整體采用臥式結構，包括增壓筒（5）、擠壓筒（22）、第一壓媒交換盤（2）、第二壓媒交換盤（7）、第三壓媒交換盤（21）、擠壓模具、第一加熱套（14）、第二加熱套（18）和帶有擠壓軸（9）的高壓液壓泵（10）；所述增壓筒（5）一端與第一壓媒交換盤（2）連接，另一端與第二壓媒交換盤（7）連接，第二壓媒交換盤（7）中心設有通孔，擠壓軸（9）經第二壓媒交換盤（7）的中心通孔伸入增壓筒（5）；增壓筒（5）與擠壓筒（22）平行設置，且位于同一水平面上；所述擠壓筒（22）一端與擠壓模具連接，另一端與第三壓媒交換盤（21）連接，第一壓媒交換盤（2）上設有一個L形通孔，使得增壓筒（5）的內腔與外界連通，第三壓媒交換盤（21）上設有一個L形通孔，使得擠壓筒（22）的內腔與外界連通，兩個L形通孔的外界連通端口之間設有鋼管（24），鋼管（24）兩端分別通過液壓管接頭（23）與兩個L形通孔的外界連通端口固連；第一加熱套（14）設置在擠壓模具的外壁，覆蓋擠壓筒（22）與擠壓模具連接端的端面；第二加熱套（18）設置在擠壓筒（22）的外壁，覆蓋擠壓模具與擠壓筒（22）的連接端的端面。...

【技術特征摘要】
1.一種超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，其特征在于：整體采用臥式結構，包括增壓筒（5）、擠壓筒（22）、第一壓媒交換盤（2）、第二壓媒交換盤（7）、第三壓媒交換盤（21）、擠壓模具、第一加熱套（14）、第二加熱套（18）和帶有擠壓軸（9）的高壓液壓泵（10）；所述增壓筒（5）一端與第一壓媒交換盤（2）連接，另一端與第二壓媒交換盤（7）連接，第二壓媒交換盤（7）中心設有通孔，擠壓軸（9）經第二壓媒交換盤（7）的中心通孔伸入增壓筒（5）；增壓筒（5）與擠壓筒（22）平行設置，且位于同一水平面上；所述擠壓筒（22）一端與擠壓模具連接，另一端與第三壓媒交換盤（21）連接，第一壓媒交換盤（2）上設有一個L形通孔，使得增壓筒（5）的內腔與外界連通，第三壓媒交換盤（21）上設有一個L形通孔，使得擠壓筒（22）的內腔與外界連通，兩個L形通孔的外界連通端口之間設有鋼管（24），鋼管（24）兩端分別通過液壓管接頭（23）與兩個L形通孔的外界連通端口固連；第一加熱套（14）設置在擠壓模具的外壁，覆蓋擠壓筒（22）與擠壓模具連接端的端面；第二加熱套（18）設置在擠壓筒（22）的外壁，覆蓋擠壓模具與擠壓筒（22）的連接端的端面。2.根據權利要求1所述的超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，其特征在于：還包括空心鋼套（4），空心鋼套（4）設置在增壓筒（5）內腔；擠壓筒（22）的結構、尺寸與增壓筒（5）完全相同。3.根據權利要求1所述的超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，其特征在于：所述第一壓媒交換盤（2）上的L形通孔的外界連通端口與第三壓媒交換盤（21）上的L形通孔的外界連通端口開口相對，使得連接鋼管（24）距離最短。4.根據權利要求1所述的超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，其特征在于：還包括第一密封系統（3）、第二密封系統（6）、第三密封系統（16）和第四密封系統（20），增壓筒（5）與第一壓媒交換盤（2）連接處設有第一密封系統（3），增壓筒（5）與第二壓媒交換盤（7）連接處設有第二密封系統（6），擠壓筒（22）與第三壓媒交換盤（21）連接處設有第三密封系統（16），擠壓模具與擠壓筒（22）連接處設有第四密封系統（20），所述密封系統為O型密封圈和金屬三角墊，通過所述密封系統，實現靜密封。5.根據權利要求1所述的超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，其特征在于：所述第二壓媒交換盤（7）與液壓系統的擠壓軸（9）連接處設有密封圈，實現動密封。6.根據權利要求1所述的超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，其特征在于：第二壓媒交換盤（7）上設有一個L形通孔，使得增壓筒（5）的內腔與外界連通，所述L形通孔的外界連通端口通過液壓管接頭（23）與液壓管（8）連接。7.根據權利要求1所述的超高壓靜液擠壓鎂合金管材的成型裝置，其特征在于：所述擠壓模具包括上模（15）、模芯（13）、下模（12）和模芯底座（11）；所述上模（15）一端伸入擠壓筒（22），與擠壓筒（22）連接，另一端與下模（12）的一端連接，上模（15）和下模（12）構成空心圓柱；模芯底座（11）一端設有凸臺...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁人樞，蔡紅明，吳志林，宋德鋒，趙磊，趙言寶，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32