张小飞，张　庆

(南京理工大学 机械工程学院，南京　210094)



新型等通道转角模具挤压纯铜的有限元分析

张小飞，张庆

(南京理工大学 机械工程学院，南京210094)

摘要：为了初步探索ECAP产业化应用的可能，设计了一种新型的等通道转角挤压模具，采用DEFORM-3D软件对T2纯铜在室温下的等通道转角挤压(ECAP)过程进行了数值模拟，对比分析了在新型模具和传统模具结构下纯铜试样的挤压载荷的变化、等效应力和应变的分布情况，并对两种模具的挤压冲头的稳定性进行了分析，模拟结果显示新型模具能够实现对长尺寸的棒材的挤压。

关键词：ECAP；纯铜；数值模拟;长尺寸

0引言

等通道转角挤压 ( Equal Channel Angular Pressing)简称ECAP， 是一种当前普遍应用的用于获得超细晶块体材料的加工技术，由于该技术能够细化材料的内部组织结构、大幅提高材料性能，受到国际纳米材料领域的高度重视，近些来快速发展，应用越来越广泛。然而目前国际上对大型ECAP的研究却不多，使得ECAP技术大型化、产业化的应用进展缓慢。

目前，ECAP技术在模具结构方面有一定局限性，挤压模具的冲头在工作时要承受非常大的载荷，容易失稳而导致破坏，在挤压长尺寸的材料时，由于冲头要更长，冲头失稳尤为明显。因此ECAP的材料长度受到限制，而试样长度的局限性将ECAP限定为不连续、低生产效率、高成本的过程，很难实现产业化应用。为了解决上述现有模具存在的不足，初步探索ECAP产业化应用的可能，本文提供一种新型等通道转角挤压模具[1-3]，对模具上模进行改进使得压杆不易失稳而导致破坏，同时大幅减少挤压时产生的摩擦力，实现挤压长尺寸的材料。……