CN103801578B

CN103801578B - 铝合金挤压非对称多孔模具

Info

Publication number: CN103801578B
Application number: CN201410036059.6A
Authority: CN
Inventors: 朱建成; 刘羽飞; 陈资平; 陈荣立
Original assignee: ALNAN ALUMINIUM Co Ltd
Current assignee: ALNAN ALUMINIUM Co Ltd
Priority date: 2014-01-26
Filing date: 2014-01-26
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2034-01-26
Also published as: CN103801578A

Abstract

本发明公开了一种铝合金挤压非对称多孔模具，包括上模、下模和模垫，所述的上模、下模和模垫依次通过螺栓装配而成，所述的模垫设有与模孔相对应的出料孔，其特征在于，所述的上模设有分流桥和分流孔，分流桥的一端设有模芯并伸入到下模中，分流孔分布在分流桥的两侧，所述的下模从进料端到出料端依次设有焊合室、模孔、一级空刀和二级空刀，焊合室设置在分流孔的下部，模孔的内壁为工作带。本发明的铝合金挤压非对称多孔模具生产的铝合金型材壁厚均匀、型材流速均匀、综合成品率达到85%以上，模具在生产时的稳定性能好等特点。

Description

铝合金挤压非对称多孔模具

技术领域

本发明涉及一种铝合金挤压模具加工领域，具体地说是一种铝合金挤压非对称多孔模具。

背景技术

铝合金有较好的挤压成形性，比重轻、强度好、耐腐蚀，良好经济性、环保性和可回收性等优点，广泛用于工业、电子、建筑等领域，现阶段铝合金型材的加工，大多是通过热挤压模具来完成。

用模具加工成型具有生产效率高、质量好、节约材料和成本低等一系列优点。热作模具钢是一类重要的模具材料，由于热作模具是在高温下长时间工作的，随着服役时间的延长其组织将发生变化，性能也会相应地发生改变，因此，这就要求热作模具钢具有良好的强韧性、冷热疲劳性能及高温热稳定性等。

4Cr5MoSiV1(即H13钢)是目前最常用的热挤压模具，其具有十分优异的淬透性，以及韧性好、耐磨性高、抗热疲劳好等特点，在热作模具钢中，H13钢的综合性能表现十分突出，因此，它迅速被生产厂家所接受并成为主流热作模具钢。

但是，由于H13模具钢化学成分含有较高的Mo、Cr和V元素及一定量的C元素，属于过共析钢，成材后的组织中存在大量的大块液析碳化物，使得模具的韧性和局部硬度不足，在多孔模挤压过程中，容易出现开裂失效。

传统的铝合金挤压模具多为单孔模具，单孔模具挤压能耗高、产效低。而多孔模挤压则是在原来“一模一孔”生产方式基础上，实现“一模二孔”、“一模多孔”式生产。使用多孔模生产铝型材，可以较大程度地提高产能、优化生产结构、提高人均生产效率、降低生产成本、节约工业用地，因此备受铝合金挤压生产企业青睐。

目前多孔模一般设计为对称多孔模具，即“一模二孔”、“一模四孔”、“一模八孔”等模孔数量为偶数的多孔模。但是，由于铝合金型材截面大小与挤压机吨位大小匹配等原因，导致有些多孔模只能设计为非对称多孔模。而目前很多厂家设计的非对称多孔模生产的铝型材存在型材壁厚不均匀、流速的快慢相差大、废品率高等缺陷。

因此，增强非对称多孔模具在铝合金挤压生产中的稳定性、提高多孔模生产的成品率一直是行业内技术人员在研究的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种稳定性能好、使用寿命长、成品率高的铝合金挤压非对称多孔模具。

本发明的技术方案如下：

本发明的铝合金挤压非对称多孔模具，包括上模、下模和模垫，所述的上模、下模和模垫依次通过螺栓装配而成，所述的模垫设有与模孔相对应的出料孔，其特征在于，所述的上模设有分流桥和分流孔，分流桥的一端设有模芯并伸入到下模中，分流孔分布在分流桥的两侧，所述的下模从进料端到出料端依次设有焊合室、模孔、一级空刀和二级空刀，焊合室设置在分流孔的下部，模孔的内壁为工作带。

以上所述的模孔为对称模孔和非对称模孔，所述的对称模孔设在下模的两端并左右对称，非对称模孔设在下模的上端，设于非对称模孔的工作带长度大于设于对称模孔的工作带长度。

以上所述的非对称模孔的工作带比对称模孔的工作带长1.2-2.7mm。

以上所述模孔的数量为3、5或7个。

以上所述的上模(7)、下模(5)和模垫(4)采用牌号KDA1的锻造模具材料，其化学成分的重量百分含量为：C：0.30-0.40，Cr：4.60-5.40，Mo：1.10-1.75，W：0.50-1.10，V：0.30-0.60，Ni：0.30-0.80，Cu:0.10-0.50，Si≤0.40，Mn≤0.40，P+S≤0.030；其余为Fe。

以上所述的模具加工完毕以后在氮气和二硫化碳、无水酒精混合蒸汽中进行离子硫氮碳共渗处理,其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量为10-15、无水酒精重量百分含量为5-10，其余为氮气，温度为500-600℃，时间为10-15小时，然后用螺栓装配成铝合金挤压非对称多孔模具。

本发明突出的实质性特点和显著的进步是：

1、本发明的铝合金挤压非对称多孔模具结构设计合理，生产的铝合金型材壁厚均匀、型材流速均匀、综合成品率达到85％以上，而且本非对称多孔模具还具有良好的综合性能，可以抵抗塑性变形，磨损和裂纹的发生，模具使用寿命长，模具在生产时的稳定性能好，保证了多孔模具能适用于较宽温度范围的挤压工艺。

2、铝合金挤压非对称多孔模具采用牌号KDA1的锻造模具材料，有优良的韧性和耐热软化性；同时，含有较多的碳化物形成元素铬、钨、钒，相变温度提高，使模具钢有较高的高温强度、硬度和优良的耐热疲劳性；特别是在氮气和二硫化碳、无水酒精混合蒸汽中进行离子硫氮碳共渗处理后，可显著提高材料表面的硬度，使其具有高的耐磨性和疲劳强度等，比渗纯氮处理的模具,模具使用寿命提高1倍。

附图说明

图1是本发明的主结构示意图。

图2是图1中A-A线的剖视结构示意图。

图3是图2中B处的局部放大图。

图4是上模7的结构示意简图。

图5是图4中C-C线的剖视结构示意图。

图6是下模5的结构示意简图。

图7是图6中D-D线的剖视结构示意图。

图8是5孔模的结构示意图。

图9是7孔模的结构示意图。

图中零部件名称及序号：

分流孔1、螺栓2、出料孔3、模垫4、下模5、模芯6、上模7、分流桥8、二级空刀9、一级空刀10、工作带11、模孔12、对称模孔12.2、非对称模孔12.1、焊合室13。

具体实施方式

以下结合附图及实施例描述本发明的铝合金挤压非对称多孔模具实施结构。

实施例1

参看如图1～7所示，本发明包括分流孔1、螺栓2、出料孔3、模垫4、下模5、模芯6、上模7、分流桥8、二级空刀9、一级空刀10、工作带11、模孔12、对称模孔12.2、非对称模孔12.1和焊合室13，所述的上模7、下模5和模垫4依次通过螺栓2装配而成，模垫4设有与模孔相对应的出料孔3，所述的上模7设有分流桥8和分流孔1，分流桥8的一端设有模芯6并伸入到下模5中，分流孔1分布在分流桥8的两侧，所述的下模5从进料端到出料端依次设有焊合室13、模孔12、一级空刀10和二级空刀9，焊合室13设置在分流孔1的下部，模孔12的内壁为工作带11，对称模孔12.2设在下模5的两端并左右对称，非对称模孔12.1设在下模5的上端，非对称模孔12.1的工作带11比对称模孔12.2的工作带11长1.2mm，所述模孔的数量为3个。

以上所述的上模(7)、下模(5)和模垫(4)采用牌号KDA1的锻造模具材料，其化学成分的重量百分含量为：C：0.30-0.35，Cr：4.60-4.80，Mo：1.10-1.25，W：0.50-0.70，V：0.30-0.40，Ni：0.30-0.50，Cu:0.10-0.30，Si≤0.40，Mn≤0.40，P+S≤0.030；其余为Fe。

以上所述的模具加工完毕以后在氮气和二硫化碳、无水酒精混合蒸汽中进行离子硫氮碳共渗处理,其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量为10-12、无水酒精重量百分含量为5-7，其余为氮气，温度为500-540℃，时间为10-12小时，然后用螺栓装配成铝合金挤压非对称多孔模具。

实施例2

参看如图2～8所示，本发明包括分流孔1、螺栓2、出料孔3、模垫4、下模5、模芯6、上模7、分流桥8、二级空刀9、一级空刀10、工作带11、模孔12、对称模孔12.2、非对称模孔12.1和焊合室13，所述的上模7、下模5和模垫4依次通过螺栓2装配而成，模垫4设有与模孔相对应的出料孔3，所述的上模7设有分流桥8和分流孔1，分流桥8的一端设有模芯6并伸入到下模5中，分流孔1分布在分流桥8的两侧，所述的下模5从进料端到出料端依次设有焊合室13、模孔12、一级空刀10和二级空刀9，焊合室13设置在分流孔1的下部，模孔12的内壁为工作带11，对称模孔12.1设在下模5的两端并左右对称，非对称模孔12.2设在下模5的上端，非对称模孔12.2的工作带11比对称模孔12.1的工作带11长2.0mm，所述模孔的数量为5个。

以上所述的上模(7)、下模(5)和模垫(4)采用牌号KDA1的锻造模具材料，其化学成分的重量百分含量为：C：0.32-0.38，Cr：4.80-5.20，Mo：1.20-1.55，W：0.60-0.80，V：0.35-0.50，Ni：0.40-0.60，Cu:0.20-0.40，Si≤0.40，Mn≤0.40，P+S≤0.030；其余为Fe。

以上所述的模具加工完毕以后在氮气和二硫化碳、无水酒精混合蒸汽中进行离子硫氮碳共渗处理,其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量为12-14、无水酒精重量百分含量为6-8，其余为氮气，温度为540-580℃，时间为12-14小时，然后用螺栓装配成铝合金挤压非对称多孔模具。

实施例3

参看如图2～7、9所示，本发明包括分流孔1、螺栓2、出料孔3、模垫4、下模5、模芯6、上模7、分流桥8、二级空刀9、一级空刀10、工作带11、模孔12、对称模孔12.2、非对称模孔12.1和焊合室13，所述的上模7、下模5和模垫4依次通过螺栓2装配而成，所述的模垫4设有与模孔相对应的出料孔3，所述的上模7设有分流桥8和分流孔1，分流桥8的一端设有模芯6并伸入到下模5中，分流孔1分布在分流桥8的两侧，所述的下模5从进料端到出料端依次设有焊合室13、模孔12、一级空刀10和二级空刀9，焊合室13设置在分流孔1的下部，模孔12的内壁为工作带11，对称模孔12.2设在下模5的两端并左右对称，非对称模孔12.1设在下模5的上端，非对称模孔12.1的工作带11比对称模孔12.2的工作带11长2.7mm，所述模孔的数量为7个。

以上所述的上模(7)、下模(5)和模垫(4)采用牌号KDA1的锻造模具材料，其化学成分的重量百分含量为：C：0.35-0.40，Cr：5.0-5.40，Mo：1.50-1.55，W：0.70-1.10，V：0.40-0.60，Ni：0.50-0.80，Cu:0.30-0.50，Si≤0.40，Mn≤0.40，P+S≤0.030；其余为Fe。

以上所述的模具加工完毕以后在氮气和二硫化碳、无水酒精混合蒸汽中进行离子硫氮碳共渗处理,其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量为13-15、无水酒精重量百分含量为8-10，其余为氮气，温度为580-600℃，时间为13-15小时，然后用螺栓装配成铝合金挤压非对称多孔模具。

本发明的非对称多孔模和常规多孔模对比表(以2800吨挤压机例)

Claims

1.一种铝合金挤压非对称多孔模具，包括上模（7）、下模（5）和模垫（4），所述的上模（7）、下模（5）和模垫（4）依次通过螺栓（2）装配而成，所述的模垫（4）设有与模孔相对应的出料孔（3），其特征在于，所述的上模（7）设有分流桥（8）和分流孔（1），分流桥（8）的一端设有模芯（6）并伸入到下模（5）中，分流孔（1）分布在分流桥（8）的两侧，所述的下模（5）从进料端到出料端依次设有焊合室（13）、模孔（12）、一级空刀（10）和二级空刀（9），焊合室（13）设置在分流孔（1）的下部，模孔（12）的内壁为工作带（11）；

所述的模孔（12）为对称模孔（12.2）和非对称模孔（12.1），所述的对称模孔（12.2）设在下模（5）的两端并左右对称，非对称模孔（12.1）设在下模（5）的上端，设于非对称模孔（12.1）的工作带（11）长度大于设于对称模孔（12.2）的工作带（11）长度；

所述的非对称模孔（12.1）的工作带（11）比对称模孔（12.2）的工作带（11）长1.2-2.7mm；

所述的上模（7）、下模（5）和模垫（4）采用牌号KDA1的锻造模具材料，其化学成分的重量百分含量为：C ：0.30-0.40，Cr：4.60-5.40，Mo：1.10-1.75，W：0.50-1.10，V：0.30-0.60，Ni：0.30-0.80，Cu:0.10-0.50，Si≤0.40，Mn≤0.40，P+S≤0.030；其余为Fe；

所述的模具加工完毕以后在氮气和二硫化碳、无水酒精混合蒸汽中进行离子硫氮碳共渗处理,其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量为10-15、无水酒精重量百分含量为5-10，其余为氮气，温度为500-600℃，时间为10-15小时。

2. 根据权利要求1所述的铝合金挤压非对称多孔模具，其特征在于，所述模孔（12）的数量为3、5或7个。