專利名稱：一種攪拌分流模具和應(yīng)用攪拌分流模具擠壓型材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分流模具，特別涉及一種攪拌分流模具和應(yīng)用攪拌分流模具擠壓型材的方法。
背景技術(shù)：
專利號(hào)為200810195635. 6新型鋁圓管扇形分流孔螺旋橋熱擠壓模具的發(fā)明專利中公布了一種新型鋁圓管扇形分流孔螺旋橋熱擠壓模具，主要用于鋁圓管型材的熱擠壓。由上模和下模前后疊加而成，所述上模進(jìn)料面周向呈螺旋狀均布有五個(gè)分流橋，五個(gè)分流橋之間形成五個(gè)分流孔，所述五個(gè)分流孔橫截面全部做成扇形狀，所述五個(gè)分流橋全部采用向同一邊倒角的分流橋，所述下模進(jìn)料面設(shè)置有焊合室，該焊合室橫截面呈圓形，該焊合室的型腔工作帶長(zhǎng)度為2. 5 3. 0_。此發(fā)明可以用正向擠壓機(jī)來擠壓無縫圓管鋁型材。但是此熱擠壓模具實(shí)際上只不過是把原來的與擠壓方向平行的直焊縫變成了螺旋狀焊縫，并未真正消除焊縫。專利號(hào)為201110148219. 2攪拌摩擦焊接復(fù)合擠壓制備高性能微/納米塊體技術(shù)的發(fā)明專利中公布了攪拌摩擦焊接復(fù)合擠壓制備高性能微/納米塊體技術(shù)。在摩擦攪拌焊接中，由于攪拌頭在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)對(duì)變形材料施加了較大的正壓力，類似于是高壓扭轉(zhuǎn)變形，因此通過攪拌摩擦焊的焊接，焊縫處材料已經(jīng)經(jīng)歷了一次劇烈變形，晶粒得到初步細(xì)化，尤其焊縫下部是細(xì)小的等軸晶粒。在此基礎(chǔ)上，考慮到攪拌摩擦焊金屬以垂直板材方向?yàn)檩S的軸對(duì)稱金屬流動(dòng)特征，取焊縫附近材料為擠壓變形坯料，以焊接方向?yàn)閿D壓方向進(jìn)行扭轉(zhuǎn)擠壓劇烈塑性成形，由于擠壓變形方向與摩擦焊的擠壓方向互相垂直，利用兩種變形金屬流動(dòng)的互補(bǔ)性細(xì)化晶粒，改善組織，制備高質(zhì)量微納米多晶體塊體。但是此技術(shù)并不是在擠壓模具型腔內(nèi)同時(shí)即攪拌摩擦又?jǐn)D壓，只能用于生產(chǎn)小塊微米/納米材料，無法應(yīng)用于工業(yè)上的大批量擠壓型材生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠大幅度提高空心擠壓型材的焊縫質(zhì)量，使焊合室內(nèi)的擠壓坯料的組織及性能更加均勻穩(wěn)定的攪拌分流模具和應(yīng)用攪拌分流模具擠壓型材的方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種攪拌分流模具，包括上模，下模和至少一個(gè)攪拌頭，所述上模的坯料入口處有至少兩個(gè)分流孔，所述上模與下模之間所形成的空腔為焊合室，所述攪拌頭的首部徑向插入所述焊合室內(nèi)部，所述攪拌頭用于對(duì)焊合室內(nèi)的坯料進(jìn)行攪拌。本發(fā)明的有益效果是在焊合室內(nèi)部設(shè)置有攪拌頭，能夠大幅提高焊縫的質(zhì)量；能夠使焊合室內(nèi)的金屬組織更加均勻穩(wěn)定；能夠生產(chǎn)出對(duì)焊縫質(zhì)量要求高的復(fù)雜截面空心型材；能夠降低空心型材的擠壓力。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步，所述攪拌頭的外輪廓形狀包括圓柱形，圓錐形，帶軸肩的圓柱形和帶軸肩的圓錐形。進(jìn)一步，所述攪拌頭的橫截面形狀包括圓形、正方形、長(zhǎng)方形、三角形和麻花鉆頭截面。進(jìn)一步，所述攪拌頭的接觸坯料的外表面上，設(shè)置有半球形凸起、圓環(huán)突起、螺紋型突起和/或輻條形突起。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是根據(jù)不同擠壓坯料、不同擠壓工藝參數(shù)設(shè)置不同形狀的攪拌頭，有利于提高焊縫質(zhì)量。進(jìn)一步，所述分流孔的數(shù)量為兩個(gè)。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是可應(yīng)用于含有一個(gè)分流橋的情況。進(jìn)一步，所述分流孔的數(shù)量為三個(gè)。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是適用于有多個(gè)不規(guī)則分流橋的情況。一種應(yīng)用攪拌分流模具擠壓型材的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1:向擠壓設(shè)備內(nèi)裝填坯料；步驟2 :采用擠壓設(shè)備將坯料擠壓入上模的各分流孔內(nèi)；步驟3 :在焊合室內(nèi)焊合由分流孔流入的各股坯料，同時(shí)在機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)攪拌頭，對(duì)坯料及焊合形成的焊縫進(jìn)行攪拌；步驟4 :將焊合室內(nèi)經(jīng)過分流、焊合、攪拌后的坯料經(jīng)由下模擠出，形成型材。采用上述方案的有益效果是將焊合室內(nèi)的擠壓坯料充分?jǐn)嚢?，提高焊縫質(zhì)量。進(jìn)一步，在所述步驟I之前還進(jìn)一步包括對(duì)坯料進(jìn)行預(yù)熱。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是提高坯料塑性、降低擠壓力、提高焊縫質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明具有兩個(gè)分流孔時(shí)的縱剖面圖；圖2為本發(fā)明具有兩個(gè)分流孔時(shí)的俯視圖；圖3為本發(fā)明具有三個(gè)分流孔時(shí)的俯視圖；圖4為本發(fā)明攪拌頭的形狀為圓錐形結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明攪拌頭的形狀為帶軸肩的圓錐形結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明攪拌頭的形狀為圓柱形結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明攪拌頭的形狀為帶軸肩的圓柱形結(jié)構(gòu)圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下1、分流橋橋底，2、分流孔，3、上模，4、攪拌頭，5、下模，6、焊合室，7、型芯，8、分流橋。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1所示，為本發(fā)明具有兩個(gè)分流孔時(shí)的縱剖面圖；圖2為本發(fā)明具有兩個(gè)分流孔時(shí)的俯視圖；圖3為本發(fā)明具有三個(gè)分流孔時(shí)的俯視圖；圖4為本發(fā)明攪拌頭的形狀為圓錐形結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明攪拌頭的形狀為帶軸肩的圓錐形結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明攪拌頭的形狀為圓柱形結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明攪拌頭的形狀為帶軸肩的圓柱形結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例1一種攪拌摩擦分流模具，包括上模3，下模5和兩個(gè)攪拌頭4，所述上模3的坯料入口處有兩個(gè)分流孔2，兩個(gè)所述分流孔2之間為分流橋8，所述分流橋8向底部凸起形成型芯7，所述下模5的軸線中央設(shè)置有通孔，所述通孔的上部的直徑小于所述通孔下部的直徑，所述上模3的底部與所述下模5的頂部卡接，所述型芯7穿過所述通孔的上部，所述型芯7與所述通孔的下部之間有間隙，形成擠出型材的出口，所述上模3與下模5之間所形成的空腔為焊合室6，所述攪拌頭4的首部徑向插入所述焊合室6內(nèi)部，并在機(jī)械傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)攪拌頭，對(duì)焊合室6內(nèi)的材料進(jìn)行攪拌及摩擦。本發(fā)明適用的模具包括平面分流組合模、舌型模、假分流?；虻文?。本發(fā)明所述的攪拌頭的位置通常放在分流橋橋底I正下方為最佳，如圖1、圖2、圖
3所示。分流橋橋底I通常即是焊縫所在的位置，從下模5側(cè)壁上每一個(gè)分流橋橋底I的位置伸入一個(gè)攪拌頭4至焊合室6。所述攪拌頭4的外輪廓形狀為圓柱形。所述攪拌頭4的橫截面形狀為圓形。所述攪拌頭4的接觸坯料的外表面上，可以設(shè)計(jì)各種形狀的突起，如在接觸面上添加多個(gè)1-1Omm左右的半球形凸起、圓環(huán)突起、螺紋型突起、福條形突起。在應(yīng)用攪拌分流模具擠壓型材的時(shí)候，其具體方法包括以下步驟步驟1:對(duì)有色金屬材料制成的坯料進(jìn)行預(yù)熱；步驟2 向擠壓設(shè)備內(nèi)裝填坯料；步驟3 :采用擠壓設(shè)備將坯料擠壓入上模3的各分流孔2內(nèi)；步驟4 :在焊合室6內(nèi)焊合由分流孔2流入的各股坯料，同時(shí)在機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)攪拌頭4，對(duì)坯料及焊合形成的焊縫進(jìn)行攪拌；步驟5 :將焊合室6內(nèi)經(jīng)過分流、焊合、攪拌后的坯料經(jīng)由下模5擠出，形成型材。實(shí)施例2實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于所述分流孔2為三個(gè)，攪拌頭4為三個(gè)，所述攪拌頭4的外輪廓形狀為圓錐形，所述攪拌頭4的橫截面形狀為圓形。在進(jìn)行擠壓型材的時(shí)候，采用的坯料為黑色金屬材料。實(shí)施例3實(shí)施例3與以上實(shí)施例的區(qū)別在于所述分流孔2為四個(gè)，攪拌頭4為二個(gè)，所述攪拌頭4的外輪廓形狀為帶軸肩的圓柱形，所述攪拌頭4的橫截面形狀為圓形。在進(jìn)行擠壓型材的時(shí)候，采用的坯料為金屬基復(fù)合材料。實(shí)施例4實(shí)施例4與以上實(shí)施例的區(qū)別在于所述分流孔2為五個(gè)，攪拌頭4為五個(gè)，所述攪拌頭4的外輪廓形狀為帶軸肩的圓錐形，所述攪拌頭4的橫截面形狀為圓形。在進(jìn)行擠壓型材的時(shí)候，采用的坯料為塑料。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種攪拌摩擦分流模具，其特征在于包括上模(3)，下模(5)和至少一個(gè)攪拌頭(4)，所述上模(3)的坯料入口處有至少兩個(gè)分流孔(2)，所述上模(3)與下模(5)之間所形成的空腔為焊合室(6)，所述攪拌頭(4)的首部徑向插入所述焊合室(6)內(nèi)部，所述攪拌頭(4)用于對(duì)焊合室(6)內(nèi)的坯料進(jìn)行攪拌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦分流模具，其特征在于所述攪拌頭(4)的外輪廓形狀包括圓柱形，圓錐形，帶軸肩的圓柱形和帶軸肩的圓錐形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦分流模具，其特征在于所述攪拌頭4的橫截面形狀包括圓形、正方形、長(zhǎng)方形、三角形和麻花鉆頭截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦分流模具，其特征在于所述攪拌頭4的接觸坯料的外表面上，設(shè)置有半球形凸起、圓環(huán)突起、螺紋型突起和/或輻條形突起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的攪拌摩擦分流模具，其特征在于所述分流孔(2)的數(shù)量為兩個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的攪拌摩擦分流模具，其特征在于所述分流孔(2)的數(shù)量為三個(gè)。
7.一種應(yīng)用攪拌分流模具擠壓型材的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1:向擠壓設(shè)備內(nèi)裝填坯料；步驟2 :采用擠壓設(shè)備將坯料擠壓入上模(3)的各分流孔(2)內(nèi)；步驟3 :在焊合室(6)內(nèi)焊合由分流孔(2)流入的各股坯料，同時(shí)在機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)攪拌頭(4)，對(duì)坯料及焊合形成的焊縫進(jìn)行攪拌；步驟4 :將焊合室(6)內(nèi)經(jīng)過分流、焊合、攪拌后的坯料經(jīng)由下模(5)擠出，形成型材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用攪拌分流模具擠壓型材的方法，其特征在于在所述步驟I之前還進(jìn)一步包括對(duì)坯料進(jìn)行預(yù)熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種攪拌分流模具和應(yīng)用攪拌分流模具擠壓型材的方法，模具包括上模，下模和至少一個(gè)攪拌頭，上模的坯料入口處有至少兩個(gè)分流孔，所述上模與下模之間所形成的空腔為焊合室，所述攪拌頭的首部徑向插入所述焊合室內(nèi)部，所述攪拌頭用于對(duì)焊合室內(nèi)的坯料進(jìn)行攪拌。本發(fā)明能夠大幅提高分流模生產(chǎn)的空心擠壓制品的焊縫質(zhì)量，消除擠壓制品上的焊合線；由于攪拌頭對(duì)焊合室內(nèi)的材料的充分?jǐn)嚢?、焊合，加上擠出過程中焊縫缺陷的重新分配，能夠使焊合室內(nèi)的擠壓坯料的組織及性能更加均勻穩(wěn)定。
文檔編號(hào)B21C25/02GK103008381SQ20121053335
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者劉鵬 申請(qǐng)人:煙臺(tái)大學(xué)