影响铝挤压模具寿命的因素探讨.doc

影响铝挤压模具寿命的因素探讨.doc影响铝挤压模具寿命的因素探讨|第1
内容显示中 1、前言
延长挤压模具的使用寿命一直是铝加工企业十分关注的问题,模具寿命的长短直接影响到企业的生产效率及产品成本,采取哪些得力措施来延长模具的使用寿命,不少企业都有自己的独到之处。为了更好地改善铝挤压模具的质量和提高其使用寿命,本文从模具的材质选择、模具的优化设计、热处理工艺的选择与模具的科学使用四个方面作了剖析,并有针对性地提出切实可行的对策。
2、影响因素分析
模具材料性能的影响
挤压模具是在高温高压下作业,并承受周期载荷的作用,因此对模具钢的性能要求相当高,一般制造模具的材料应具有热稳定性、热疲劳性、热耐磨性和足够的韧性。前些年国内常采用3Cr2oSiV1(H13钢,其化学成分见表1)所取代,与3Cr2oSiV1钢具有两个突出特点:一是有良好的高温综合性能和较高的热疲劳抗力;.二是组织中含有较多的Cr、Mo元素,氮化处理时能生成丰富稳定的氮化物并弥散分布。所以,就延长模具的使用寿命而言,选用H13钢加工模具还是比较合适的。统计数字表明:用H13钢和3Cr2oSiV1的化学成分
模具设计方案的影响
模具设计的合理得当,是延长其使用寿命的重要环节。挤压铝型材一般存在断面不对称和壁厚不相等现象,在设计模具时应给予重视,既要考虑模孔位置的排列,又要结合具体情况,通过改变模孔工作带的高度来改善金属的流动性。下面就模具设计存在的一般问题略作分析:
(1) 对于壁厚不相等的型材,采用不等长工作带的方法设计。见图1的丁字型材,通常依据经验公式h1/h2=b1/b2来确定工作带的高度。
式中 h1、h2----表示截面处的相应工作带高度;
b1、b2----表示截面处的相应型材厚度。
因为这样设计更能保证金属流动的均匀性。

图1 壁厚不相等的丁字型材
(2) 适当调整过渡圆角的半径和工作带长度,以避免应力集中现象。见图1,A处过渡圆角流动阻力较大,金属不易充满,此处工作带的设计应稍小于正常值,而B处过渡圆角的流动阻力就较小,金属易充满,对应的工作带长度应略大于正常值。
(3) 模孔尺寸的确定应综合考虑型材性质和模具材料的收缩率,对于6063铝合金与常用模具钢4Cr5MoSiV1,%-%(可根据模孔尺寸的大小适当选取)。
(4) 根据延伸系数确定模孔数目。模孔数目直接影响到延伸系数的大小,挤压比过大会使挤压力超过正常值而损坏模具,过小则会使挤压制品的机械性能下降,一般挤压系数(延伸系数)宜在10-50之间。
(5) 合理布置模孔位置。在设计时不宜将模孔布置得过于靠近边缘,否则将会降低模具强度,导致死区金属参与流动而影响制品表面质量。挤压三角型材时,图2的模孔布置就比较适宜。

图2 角型材模孔布置图
热处理工艺的影响
要延长模具的使用寿命,热处理工艺的恰当与否甚为重要,影响热处理质量的主要因素有加热速度、淬火温度、淬火速度和回火温度等。经过分析与实践,下列热处理工艺适合一般企业,能满足4Cr5MoSiV1钢在高温下的机械性能要求(见图3)。

图3 4Cr5MoSiV1钢的热处理工艺示意图
(1) 预热:温度为600-630℃,-(视模具大小而