在等通道角挤压（ECAP）中使用135度模具，从根本上将工艺从高强度应力转变为受控的稳定性。 主要的技术优势在于每次通过时等效应变幅度的显著降低，这大大降低了液压压机所需的加工载荷，并最大限度地降低了设备或样品失效的风险。
核心要点 虽然更尖锐的角度会产生即时、剧烈的变形，但它们常常会将材料和机械推向极限。135度模具优先考虑工艺连续性和硬件寿命，降低机械载荷以防止坯料开裂和模具磨损，从而更平稳地研究材料的渐进变化。
降低机械应力和设备磨损
ECAP模具的几何形状决定了将坯料推过通道所需的力。
降低加工载荷
与90度模具相比，135度角为材料提供了更渐进的路径。这种几何形状显著降低了单次通过时施加在坯料上的等效应变幅度。因此，液压压机所需的挤压材料的力更小，从而降低了系统的整体载荷。
最大限度地减少模具和冲头磨损
高压环境会迅速导致工具退化。通过降低加工载荷，135度模具最大限度地减少了施加在冲头和模具通道上的摩擦和应力。这种物理应力的降低延长了工具的使用寿命，并减少了维护频率。
增强样品完整性
除了保护机械设备外，135度模具还为被加工的材料提供了独特的优势。
防止灾难性的坯料失效
ECAP中的一种常见失效模式，尤其是在脆性材料或尖锐模具角度下，是坯料开裂。较小角度的剧烈剪切可能会在加工完成之前导致样品断裂。135度模具通过更渐进地施加变形来减轻这种风险，确保样品保持完整。
实现受控的微观结构研究
由于工艺更稳定，不易发生突然失效，因此为研究创造了一个受控的环境。这种稳定性使您能够观察材料微观结构在多次通过过程中的渐进演变，而不是在一次高应力步骤中引起混乱的变化。
理解权衡：强度与稳定性
为了做出明智的决定，您必须权衡135度模具的稳定性和较小角度的变形潜力。
降低累积应变
主要参考资料强调降低应变是稳定性的优势，但它也是效率的限制。正如比较研究中所指出的，90度模具产生了“极强的剪切变形”和“强大的累积塑性应变”，这对于将粗晶粒快速转变为超细结构是必需的。
效率差距
使用135度模具实现相同的晶粒细化水平，其通过次数将不可避免地比90度模具多。您实际上是用微观结构转变的速度换取了机械工艺的可靠性。
为您的项目做出正确的选择
选择正确的模具角度取决于平衡您的设备能力与您的材料目标。
- 如果您的主要关注点是设备寿命和稳定性：选择135度模具，以最大限度地减少液压载荷，减少工具磨损，并在研究早期阶段防止样品开裂。
- 如果您的主要关注点是快速晶粒细化：选择较小的角度（例如90度），以快速诱导最大剪切和超细晶粒形成，前提是您的机械设备和材料能够承受剧烈的应力。
最终，当工艺可靠性和防止材料失效比单次通过最大应变累积的需求更重要时，135度模具是更优的选择。
总结表：
| 特征 | 90度模具 | 135度模具 |
|---|---|---|
| 加工载荷 | 非常高 | 显著降低 |
| 等效应变 | 剧烈/高 | 中等/渐进 |
| 工具磨损率 | 快速 | 降低 |
| 样品完整性 | 开裂风险较高 | 增强稳定性 |
| 主要优势 | 快速晶粒细化 | 设备寿命与连续性 |
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参考文献
- Paula Cibely Alves Flausino, Paulo Roberto Cetlin. The Structural Refinement of Commercial‐Purity Copper Processed by Equal Channel Angular Pressing with Low Strain Amplitude. DOI: 10.1002/adem.202501058
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
