本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种挤压模具及成形棒料的方法。
背景技术：
目前，金属棒料用途广泛，随着制造业对原材料的要求原来越高，设计一种结构简单、通用性强的金属棒料的制备方法有利其产品的高质量应用和发展。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种挤压模具及成形棒料的方法，能细化棒料晶粒，提高棒料制备质量。
为了达到上述目的，本发明提供的一种挤压模具，包括两组结构相似的模具，均包括凸模和凹模，所述凸模为一对圆柱形凸模；凹模由两个半模组成，凹模型腔分为双向挤压段型腔、l形等通道转角挤压段型腔。
所述双向挤压段型腔为圆柱形结构，其直径为d；l形等通道转角挤压段型腔为圆形通道结构，其直径为d，等通道相交的内角为φ，外角为ψ，其中d＝2d，φ＝90°，30°≤ψ≤45°。双向挤压段型腔与l形等通道转角挤压型腔采用圆角过渡。
本发明提供了一种利用上述挤压模具成形棒料的方法，包括以下步骤：
步骤一：在热挤压加工前需要对棒状铝锭进行均匀化处理；
步骤二：将第两套挤压模具分别装配固定在两台压力机上，一对圆柱形挤压凸模分别固定在压力机的两个动力设备端。
步骤三：热挤压加工前清洁坯料表面和挤压模具的型腔内壁，并在相应位置均匀涂抹挤压润滑剂；
步骤四：第一次热挤压加工：预热第一套凸凹模具，将预处理的棒坯加热到再结晶温度以上后放置到凹模中的双向挤压段型腔中。开动压力机，一对圆柱形凸模开始双向挤压棒坯，当两个凸模端面间距为等通道转角挤压段型腔的直径d时，压力机停止工作。
步骤五：第一次开模锯切：动力设备端提升，凸模回程，打开凹模，取出预制坯，锯切，保留l形上面的部分，并将该部分重新加热到指定温度。
步骤六：第二次热挤压加工：将重新加热的预制棒料快速转移到第二套挤压模具双向挤压段型腔中，重复步骤四完成第二次热挤压成形。
步骤七：第二次开模锯切：动力设备端提升，凸模回程，打开凹模，取出预制坯，锯切，保留l形上面的部分。
步骤八：热处理：将步骤七锯切后的成形棒坯进行热处理。
附图说明：
图1是两套模具型腔的立体结构视图。
图2是特殊模具型腔的主视图。
图3是整个成形过程示意图。
具体实施方式：
以下通过具体实例说明本发明的实施方式，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，但不局限于以下实施例，都应当属于本发明保护的范围。
对尺寸为φ200mm×500mm的6061铝合金棒料进行挤压成形。
如图1所示，一种挤压模具包括两套结构相似的挤压模具，都包括凸模和凹模，所述凸模为一对圆柱形凸模，直径为200mm；凹模由两个半模组成，凹模型腔分为双向挤压段型腔、l形等通道转角挤压段型腔。其中：所述第一套双向挤压段型腔为圆柱形结构，其直径为200mm；l形等通道转角挤压段型腔为圆形通道结构，其直径为100mm，等径通道相交的内角为φ＝90°，外角ψ＝30°。第二套双向挤压段型腔直径为100mm；l形等通道转角挤压段型腔直径为50mm，等径通道相交的内角均为φ＝90°，外角ψ＝30°。双向挤压段型腔与l形等通道转角挤压型腔均采用圆角过渡。
本发明提供了一种利用上述挤压模具成形6061铝合金棒料的方法，包括以下步骤：
步骤一：在热挤压加工前需要对棒状铝锭进行均匀化处理；
步骤二：将第两套挤压模具分别装配固定在两台压力机上，一对圆柱形挤压凸模分别固定在压力机的两个动力设备端。
步骤三：热挤压加工前清洁坯料表面和挤压模具的型腔内壁，并在相应位置均匀涂抹挤压润滑剂；
步骤四：第一次热挤压加工：预热第一套凸凹模具，分别将凸凹模具加热到400℃～430℃。将预处理的棒坯加热到510℃～530℃后放置到凹模中的双向挤压段型腔中。开动压力机，一对圆柱形凸模挤压速度为20mm/s，开始双向挤压棒坯，当两个凸模端面间距为100mm时，压力机停止工作。
步骤五：第一次开模锯切：动力设备端带动凸模回程，打开凹模，取出预制坯，锯切，保留l形上部φ100×250mm圆柱段，并将该部分重新加热到510℃～530℃。
步骤六：第二次热挤压加工：将重新加热的预制棒料快速转移到第二套挤压模具双向挤压段型腔中，转移时间不超过10s，重复步骤四完成第二次热挤压成形。
步骤七：第二次开模锯切：动力设备端提升，凸模回程，打开凹模，取出预制坯，锯切，保留l形上部φ50×125mm圆柱段。
步骤八：热处理：将步骤七锯切后的成形棒坯进行固溶处理，固溶温度520℃，保温2～3小时，冷却转移时间小于10s，时效温度为150℃，时效时间8～10小时。
本发明的目的在于提供一种挤压模具及成形棒料的方法，能有效获得组织均匀细小的金属棒料以满足现代生产的发展需求。通过更改模具的形状和尺寸，改变热挤压参数，具体实施方式不变，满足不同材料的制备要求，更多的成形实施例不便胜举。
1.一种挤压模具，包括两组结构相似的模具，均包括凸模和凹模，其特征在于：所述凸模为一对圆柱形凸模；凹模由两个半模组成，凹模型腔分为双向挤压段型腔、l形等通道转角挤压段型腔，其中：所述双向挤压段型腔为圆柱形结构，其直径为d；l形等通道转角挤压段型腔为圆形通道结构，其直径为d，等径通道相交的内角为φ，外角为ψ，双向挤压段型腔与l形等通道转角挤压型腔采用圆角过渡。
2.根据权利要求1所述的一种挤压模具，其特征在于：所述的d＝2d，φ＝90°，30°≤ψ≤45°。
3.一种采用权利要求1和2所述的挤压模具成形棒料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在热挤压加工前需要对棒状铝锭进行均匀化处理；
步骤二：将第两套挤压模具分别装配固定在两台压力机上，一对圆柱形挤压凸模分别固定在压力机的两个动力设备端；
步骤三：热挤压加工前清洁坯料表面和挤压模具的型腔内壁，并在相应位置均匀涂抹挤压润滑剂；
步骤四：第一次热挤压加工：预热第一套凸凹模具，将预处理的棒坯加热到再结晶温度以上后放置到凹模中的双向挤压段型腔中，开动压力机，一对圆柱形凸模开始双向挤压棒坯，当两个凸模端面间距为等通道转角挤压段型腔的直径d时，压力机停止工作；
步骤五：第一次开模锯切：动力设备端提升，凸模回程，打开凹模，取出预制坯，锯切，保留l形上面的部分，并将该部分重新加热到指定温度；
步骤六：第二次热挤压加工：将重新加热的预制棒料快速转移到第二套挤压模具双向挤压段型腔中，重复步骤四完成第二次热挤压成形；
步骤七：第二次开模锯切：动力设备端提升，凸模回程，打开凹模，取出预制坯，锯切，保留l形上面的部分；
步骤八：热处理：将步骤七锯切后的成形棒坯进行热处理。
技术总结