等通道轉(zhuǎn)角擠壓流程介紹

等通道轉(zhuǎn)角擠壓是將多晶試樣壓入一個(gè)特別設(shè)計(jì)的模具中以實(shí)現(xiàn)大變形量的剪切變形工藝，主要通過(guò)變形過(guò)程中的近乎純剪切作用,使材料的晶粒得到細(xì)化, 從而材料的機(jī)械和物理性能得到顯著改善。ECA P 是一種有效的制備超細(xì)晶材料的方法。

它具有以下優(yōu)點(diǎn): 與蒸發(fā)凝聚-原位冷壓成形法、 高能球磨法、 非晶晶化法等制備超細(xì)晶材料的方法相比, ECAP避免了研磨中可能帶入的雜質(zhì)以及超細(xì)微粉冷壓合成法制備的超細(xì)晶材料中存在的大量的微空隙，是制備三維大尺寸的致密超細(xì)晶塊體材料的有效工藝,具有很大的工業(yè)應(yīng)用潛力;與傳統(tǒng)的金屬材料塑性加工工藝相比, 由于變形過(guò)程中不改變材料的橫截面面積和截面形狀,故只需較低的工作壓力,實(shí)現(xiàn)材料的反復(fù)定向、 均勻剪切變形, 在特別大的變形量下使材料獲得均勻、 顯著細(xì)化的晶粒組織。目前一些學(xué)者利用該方法已對(duì)有色金屬、 鋼鐵等材料進(jìn)行了大量的性能及組織研究、 并且進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬和理論分析研究等工作。

等通道轉(zhuǎn)角擠壓法首先由Segal 和他的合作者在20 世紀(jì)七、 八十年代提出,但直到20 世紀(jì)90 年代Valiev 等人利用該技術(shù)獲得了具有亞微米級(jí)晶粒尺寸的鋁合金超細(xì)晶組織， 才逐漸掀起了世界范圍內(nèi)材料研究者對(duì) ECAP 細(xì)化材料組織的研究熱潮.時(shí)至今日， 人們已經(jīng)對(duì)包括純金屬、 單相合金、多相合金和金屬基復(fù)合材料等在內(nèi)的多種材料進(jìn)行了ECAP 組織細(xì)化研究并獲得了良好的效果。 目前，該技術(shù)正在向工業(yè)化應(yīng)用方向發(fā)展,如用于加工航空領(lǐng)域的高鈦合金螺紋件和汽車領(lǐng)域的內(nèi)燃機(jī)活塞等。另外，大塑性變形后材料的磁滯性提高,有望將ECAP 法用于生產(chǎn)硬磁材料。

ECAP 的工作原理:

將橫截面尺寸與模具通道尺寸幾乎相等的塊體材料放入潤(rùn)滑良好的通道入口，在外加載荷的作用下，試樣被壓入2 通道的交截處時(shí),試樣內(nèi)部發(fā)生近似理想的純剪切變形。 由于擠壓前后試樣的截面形狀和面積不發(fā)生改變，故多道次擠壓可以獲得相當(dāng)大的累計(jì)應(yīng)變量。根據(jù)相鄰擠壓道次間試樣相對(duì)于模具的軸向旋轉(zhuǎn)方向和角度的不同，ECAP 的工藝路線可分為3 種，即路線 A、 B、 C;根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向的不同，路線 B 又細(xì)分為 Ba 和Bc。