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1、影響鋁擠壓模具壽命的因素探討?作者：???來源：???閱讀次數(shù)：952本文從材質(zhì)的選擇、模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)、熱處理工藝及科學(xué)使用四個方面作了深人淺出的分析，提出改進(jìn)措施，延長模具壽命。???1、前言???延長擠壓模具的使用壽命一直是鋁加工企業(yè)十分關(guān)注的問題，模具壽命的長短直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品成本，采取哪些得力措施來延長模具的使用壽命，不少企業(yè)都有自己的獨(dú)到之處。為了更好地改善鋁擠壓模具的質(zhì)量和提高其使用壽命，本文從模具的材質(zhì)選擇、模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)、熱處理工藝的選擇與模具的科學(xué)使用四個方面作了剖析，并有針對性地提出切
2、實(shí)可行的對策。???2、影響因素分析???2.1模具材料性能的影響???擠壓模具是在高溫高壓下作業(yè)，并承受周期載荷的作用，因此對模具鋼的性能要求相當(dāng)高，一般制造模具的材料應(yīng)具有熱穩(wěn)定性、熱疲勞性、熱耐磨性和足夠的韌性。前些年國內(nèi)常采用3Cr2W8V鋼制造模具，但它的韌性低，抗疲勞強(qiáng)度不好，即使采用高溫淬火等工藝處理措施亦不能滿足要求，模具的早期失效十分嚴(yán)重，近年來已被優(yōu)質(zhì)模具鋼4Cr5MoSiV1(H13鋼，其化學(xué)成分見表1)所取代，與3Cr2W8V鋼相比，4Cr5MoSiV1鋼具有兩個突出特點(diǎn):一是有良好的高溫綜合性
3、能和較高的熱疲勞抗力；.二是組織中含有較多的Cr、Mo元素，氮化處理時能生成豐富穩(wěn)定的氮化物并彌散分布。所以，就延長模具的使用壽命而言，選用H13鋼加工模具還是比較合適的。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明:用H13鋼和3Cr2W8V鋼制造同種模具，前者的使用壽命是后者的3~5倍。表14Cr5MoSiV1的化學(xué)成分???2.2模具設(shè)計(jì)方案的影響???模具設(shè)計(jì)的合理得當(dāng)，是延長其使用壽命的重要環(huán)節(jié)。擠壓鋁型材一般存在斷面不對稱和壁厚不相等現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)模具時應(yīng)給予重視，既要考慮?？孜恢玫呐帕?，又要結(jié)合具體情況，通過改變?？坠ぷ鲙У母叨葋砀纳平饘?/p>
4、的流動性。下面就模具設(shè)計(jì)存在的一般問題略作分析：???(1)對于壁厚不相等的型材，采用不等長工作帶的方法設(shè)計(jì)。見圖1的丁字型材，通常依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式h1/h2=b1/b2來確定工作帶的高度。???式中h1、h2----表示截面處的相應(yīng)工作帶高度；????????b1、b2----表示截面處的相應(yīng)型材厚度。???因?yàn)檫@樣設(shè)計(jì)更能保證金屬流動的均勻性。圖1壁厚不相等的丁字型材???(2)適當(dāng)調(diào)整過渡圓角的半徑和工作帶長度，以避免應(yīng)力集中現(xiàn)象。見圖1,A處過渡圓角流動阻力較大，金屬不易充滿，此處工作帶的設(shè)計(jì)應(yīng)稍小于正常值，而B處
5、過渡圓角的流動阻力就較小，金屬易充滿，對應(yīng)的工作帶長度應(yīng)略大于正常值。???(3)模孔尺寸的確定應(yīng)綜合考慮型材性質(zhì)和模具材料的收縮率，對于6063鋁合金與常用模具鋼4Cr5MoSiV1，設(shè)計(jì)時?？椎氖湛s率應(yīng)取1.01%-1.09%(可根據(jù)?？壮叽绲拇笮∵m當(dāng)選取)。???(4)根據(jù)延伸系數(shù)確定?？讛?shù)目。?？讛?shù)目直接影響到延伸系數(shù)的大小，擠壓比過大會使擠壓力超過正常值而損壞模具，過小則會使擠壓制品的機(jī)械性能下降，一般擠壓系數(shù)(延伸系數(shù))宜在10-50之間。???(5)合理布置?？孜恢谩Ｔ谠O(shè)計(jì)時不宜將?？撞贾玫眠^于靠近邊緣，
6、否則將會降低模具強(qiáng)度，導(dǎo)致死區(qū)金屬參與流動而影響制品表面質(zhì)量。擠壓三角型材時，圖2的?？撞贾镁捅容^適宜。圖2角型材?？撞贾脠D???2.3熱處理工藝的影響???要延長模具的使用壽命，熱處理工藝的恰當(dāng)與否甚為重要，影響熱處理質(zhì)量的主要因素有加熱速度、淬火溫度、淬火速度和回火溫度等。經(jīng)過分析與實(shí)踐，下列熱處理工藝適合一般企業(yè)，能滿足4Cr5MoSiV1鋼在高溫下的機(jī)械性能要求(見圖3)。圖34Cr5MoSiV1鋼的熱處理工藝示意圖???(1)預(yù)熱:溫度為600-630℃，保溫時間為1.5-2.Oh(視模具大小而定)，然后升溫
7、到830~850℃，保溫1.5-2.Oh。此工藝過程為淬火前的預(yù)處理，它能合理調(diào)整工件內(nèi)部的微觀缺陷，為淬火準(zhǔn)備必要的條件。???(2)淬火:在預(yù)處理的基礎(chǔ)上，把加熱溫度升高到1040-1080℃，保溫2-2.5h出爐油淬，待工件溫度降到130℃左右時從油中取出空冷。???(3)回火:淬火后的模具內(nèi)部有較大的內(nèi)應(yīng)力，必須在1~2h內(nèi)對工件進(jìn)行回火，以消除淬火時產(chǎn)生的應(yīng)力。為了避免工件開裂，回火前也應(yīng)加熱均勻，具體方法為:把工件加熱到380-400℃保溫1小時左右再緩慢升溫到580-600℃進(jìn)行一次回火，保溫時間為2.O
8、h，然后出爐空冷至常溫后進(jìn)行二次回火，回火溫度為560-580℃，保溫時間為2h，隨后出爐空冷。???針對上述熱處理工藝，需要補(bǔ)充說明的是:由于4Cr5MoSiVI(H13)鋼對淬火溫度很敏感(見圖4)，且在高溫下的淬火性能優(yōu)良，所以應(yīng)對其實(shí)行高溫淬火。圖4淬火溫度與疲勞強(qiáng)度的關(guān)系???2.4模具使用機(jī)制的影響???要延長模具的壽
