一种等通道剪切挤压模具及成形方法

摘要

本发明公开了一种等通道剪切挤压模具及成形方法，属于金属材料的挤压成形技术领域。模具外部为长方体结构，内部为型腔，该型腔分为入口段、剪切变形一段、剪切变形一恢复段、剪切变形二段、剪切变形二恢复段和出口段。坯料在剪切应力的作用下，发生剧烈剪切应变，实现晶粒的剪切破碎，从而达到了细化晶粒的效果；同时，坯料受到挤压型腔的限制，处于强烈的压应力状态，压应力状态下的坯料晶间变形困难，可以抑制变形体原来存在的各种微观缺陷的发展；可进行多道次剪切挤压，最后成形出变形均匀的超细晶坯料；变形前后坯料的形状和尺寸不发生变化，可实现重复多道次的挤压变形，可显著提高坯料的塑性变形。

主权项

一种等通道剪切挤压模具，其特征在于：外部为长方体结构，内部为型腔，型腔的腔壁四个面有两个相对的面是平行的平面，另外两个相对的面是曲面，该型腔分为入口段、剪切变形一段、剪切变形一恢复段、剪切变形二段、剪切变形二恢复段和出口段；其中：所述入口段型腔为长方体结构，其横截面为正方形截面，正方形截面的形状和尺寸与坯料横截面的形状和尺寸相同，正方形截面的边长为a；入口段高度为4c，且0.8a≤c≤2a；剪切变形一段型腔为正方形截面向平行四边形截面光滑过渡阶段，剪切变形一段和剪切变形一恢复段交界处的横截面为第一平行四边形，第一平行四边形的倾斜角为α，30°≤α≤60°，剪切变形一段的高度为c；剪切变形一恢复段型腔为第一平行四边形截面向正方形截面光滑过渡阶段，正方形截面的形状和尺寸与入口段型腔横截面的形状和尺寸相同，剪切变形一恢复段型腔的高度为c；剪切变形二段型腔为正方形截面向平行四边形截面光滑过渡阶段， 剪切变形二段和剪切变形二恢复段交界处的横截面为第二平行四边形，第二平行四边形的倾斜角为β，β=180°－α，第一平行四边形水平反转可得到第二平行四边形，剪切变形二段型腔的高度为c；剪切变形二恢复段型腔为平行四边形截面向正方形截面光滑过渡阶段，剪切变形二恢复段型腔的高度为c；出口段型腔为长方体结构，其横截面为正方形截面，正方形截面的形状和尺寸与入口段型腔横截面的形状和尺寸相同，正方形截面的边长为a，出口段的高度为c。