CN109926500B - 一种合金铝板压弧模具材料及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合金铝板压弧模具材料及其加工工艺，属于模具加工领域。该加工工艺的步骤包括锻造、钢锻件的去应力退火处理、钢锻件的初加工、模具的热处理、模具的深加工、加工中心处理和模具的检测，且该模具的组分及质量百分比为：C 0.35～0.37％、Si 0.40～0.49％、Mn 0.30～0.49％、Cr 9.5～11.4％、Mo 0.49～0.59％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 0.9～1.0％、Nb 0.05～0.07％、Ce 0.033～0.037％、Y0.035～0.045％、La 0.01～0.02％、ZrO2 0.05～0.079％，余量为Fe和杂质，通过提高了Mo的含量，以及添加了少量的Nb、ZrO2、稀土元素La、Y和Ce，使晶粒细化，改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而增强了钢的硬度、韧性、耐磨性和冷加工性能。
Description
技术领域
本发明属于折弯机用模具制造领域，更具体地说，涉及一种合金铝板压弧模具材料及其加工工艺。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展，金属板材的需求量在不断增加，尤其是铝材，同时也呈现出了小批量、多品种的需求态势。在生产过程中，需要将金属板材的某一部位压成特定半径的曲面形状，这就用到折弯机以及不同规格的模具。现有的生产方式采用的是普通的折弯机，压弧模具的上模装在折弯机的滑块上，下模固定在折弯机工作台上，上、下模要求成套使用。但是如果加工尺寸较大的板材，对应的模具往往尺寸也很大，一套模具的重量轻则几百公斤，重则超过一吨，因此更换起来特别麻烦，要借助叉车起升模具，并由人工将模具推到工作台上，手工完成上、下模具的定位以及夹紧，整个过程费时费力；而小批量、多品种的生产模式又决定了模具要频繁地更换，一个班甚至要更换十多次模具，加大了工人劳动强度，严重影响了生产效率。
折弯机通过更换不同形状和规格的模具来加工完成不同尺寸要求的工件，一般模具的形状尺寸一旦定下来，就只能加工一种形状尺寸的工件，而且一次也只能加工一个工件，而在实际工作当中，很多工件只有很小的尺寸变化，因此更换模具既浪费生产时间，而且给模具的生产造成很大的成本投入；大批量生产难度大，精度不好控制，现有一次加工一个工件的工作效率低。
而且由于社会的进步和制造业的发展，机械加工成品越来越多的进入人们的日常生活中，而带有弧度的折弯件比较常见，但是带有弧度的折弯件在折弯时常常会出现质量问题，进而解决带有弧度的折弯件的质量问题是生产者所要考虑的难题。尤其是折弯成抛线弧的难度非常大，现有技术中对带有弧度的折弯件在折弯时，常常会出现在折弯后，折弯件的弧度会出现反弹的现象，进而弧度增大，造成了带有弧度的折弯件的质量不好，也增加了生产成本。
特别的，折弯合金铝板的折弯机模具要求模具的硬度大，而且制作带有弧度的模具尤其困难。这就需要加工模具用的锻造件不仅具有高强度、高耐磨性和强韧性，而且可加工性要好。大型锻件的组织和力学性能与很多因素有关，除了原料组分元素的作用，工艺处理中的锻造比是影响锻件质量的最主要因素之一。锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。锻造比越大,锻件的变形程度就高,而变形程度直接关系到材料最终夹杂物尺寸、材料共晶碳化物的破碎程度、材料最终成形后的纤维流向及密度等,对材料的综合性能产生较大的影响。
再如，中国专利申请号为201410789166.6，申请公开日为2015年3月11日的专利申请文件公开了一种可加工多弧度圆面的折弯机模具及其使用方法。该专利解决了现有折弯机模具不能适应加工不同尺寸工件或适应范围窄的问题。本发明的模具包括上模具和下模具，上模具包括上模装夹部和上模刀头；下模具包括下模成型体和下模座；上模刀头的底部的横截面为圆弧形；下模座上设有第一凹槽，第一凹槽的底部设有第二凹槽；下模成型体安装在第一凹槽上，下模成型体的上表面设有圆弧形凹槽，下模成型体中部设有缓冲空腔，其下表面设有圆弧形凸起，下模成型体的材料为聚氨酯；下模座的底部设有向上凹的第三凹槽。该发明能适应加工不同弧度半径的工件，稳定性好，且加工精度高，工件表面质量高。但是，该发明的折弯机一次只能加工一种弦长的工件，不能同时加工多个不同弦长的工件，并且加工出的圆面弧容易发生反弹，使最终得到的工件弧面半径变大，即该发明模具制成的工件不能解决工件的反弹问题。
中国专利申请号为201611081133.1，申请公开日为2017年3月22日的专利申请文件公开了一种保险柜边板用一次成型模具及其使用和加工方法。该专利模具的加工方法，用于加工上下模具，先锻造，再加工成各个部件的形状，接着精磨，最后组装，采用了特殊的热处理工艺，使得模具硬度、韧度和耐磨性满足工艺要求，加工使用超过万次以上依然正常，寿命高。但是该加工工艺不适用于加工带弧度的折弯机模具，无法加工图1所示的形状。最主要的原因是模具无法加工成和图1形状相对应的模具，所以要改变原有的模具设计理念，提出新的思维方式，重点是随着人们对产品的要求越来越高，要所加工的产品的精度也要求越来越高。
对于模具的加工工艺，现有技术中也有相关涉及，例如中国专利申请号为201410711833.9，申请公开日为2015年4月22日的专利申请文件公开了高硬度高抛光预硬化塑胶模具钢及其制备工艺。该专利钢的特征在于合金化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C 0.25～0.40％，Si 0.10～0.30％，Mn 1.50～2.00％，Cr 1.50～2.50％，Mo0.50～1.00％，V 0.10～0.30％，P≤0.025％，S≤0.005％，Ni 0.60～1.50％，Nb≤0.15％，Fe余量。本发明高硬度高抛光预硬化塑胶模具钢的制备过程如下：配料、冶炼、浇涛，热送；高温扩撒热热处理，然后多向锻造热加工，锻后细晶正火及扩氢退火处理；最后进行淬火及回火热处理，获得硬度38～42HRC的回火组织。本发明钢具有低成本、高的淬透性、高硬度、高抛光性能和皮纹蚀刻性能。但是，该模具钢大多是加工平面的上下模，模壁的厚度均匀，对锻造件热处理过程要求不高，使模具的抗冲击性能不好，不能保证弧面的、壁厚不一的模具的强度均匀。
因此如何提高铝材工件压弧工序的生产效率，如何解决带有弧度的铝材折弯件的反弹问题，提高模具更换的自动化程度，降低工人劳动强度以及生产成本，成为企业目前急需解决的难题。而加工带有弧度的铝材所需的压弧模具也需要特殊的性能，迫切需要一种合金铝板压弧模具的加工工艺，使模具钢具有高硬度、高耐磨性和高强韧性，而且可加工性要好，得到模具的上下型面的弧面精度高，解决因模具壁的厚薄不一而存在的热处理过程中受热不均的问题，从而使上下型面各处的硬度相当，解决模具强度不高、均匀性不好的问题。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有合金铝板折弯成圆弧面难度大，且不同长度的合金铝板，其折弯后的反弹系数不同，即合金铝板长度越长，其折弯后的反弹系数越大的问题，本发明提供一种合金铝板压弧模具，其上、下型面弧度的设计，解决了带弧度的合金铝板的反弹问题，得到所需圆弧的合金铝板。另外，本发明还提供了该模具的使用方法，通过该方法可高效的生产出多弧段合金铝板。此外，该模具为了完成加工多弧段合金铝板，确保解决合金铝板的反弹问题，还需要对上、下模具进行特殊的加工工艺，通过添加少量的稀土金属元素、Nb和V元素，以及合适的热处理工艺，确保上、下模具具有较高的硬度、耐磨性和高强韧性，且可加工性好。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种合金铝板压弧模具，包括相互配合使用的上模和下模，其特征在于：所述的上模的底部具有上型面，所述下模的顶部具有下型面；所述上型面为抛线弧面，所述下型面为与上型面相匹配的圆弧面。
进一步地，上模和下模合模时，所述上型面的抛线弧面上下两边与下型面的圆弧面上下两边相对应；即所述的下型面截面所形成圆弧的半径小于上型面截面所形成抛物线的曲率半径，且上型面抛线弧两端的距离等于下型面圆弧两端的距离。
进一步地，所述的下型面上设有可容纳合金铝板上包钉的凹槽，合模时，凹槽内可容纳工件一末端的包钉，所述的包钉为工件一折弯段末端的凸起部分。
进一步地，所述上模的横截面与上型面所形成的抛物线的常系数
且0.002≤a≤0.003，其中：
X——折弯段最长的合金铝板末端到其折弯段最高点的水平距离；
Y——折弯段最长的合金铝板末端到其折弯段最高点的竖直距离。
进一步地，同时加工的合金铝板均满足其折弯段的末端到其折弯段最高点的竖直距离与其折弯段的末端到其折弯段最高点的水平距离的平方的比值在0.002～0.003以内。
更多的，常系数a构成上模的横截面与上型面所形成的抛物线方程的系数，即方程y＝a×x2，其中：
抛物线方程的顶点位于上型面的最高端点处，
x轴：过顶点且正方向为水平向左；
y轴：过顶点且正方向为竖直向下；
x——上型面上任意一点到其最高点的水平距离，0≤x≤120mm；
y——上型面上任意一点到其最高点的竖直距离，0≤y≤35mm。
进一步地，所述上模的两端安装导向块，所述下模的两端对应安装带有导向槽的导向座；合模时，导向块可插入导向座的导向槽中导向定位。
进一步地，所述的导向块通过上模固定螺栓插入上模固定螺栓孔以固定在上模两端，所述的导向座通过下模固定螺栓插入下模固定螺栓孔以固定在下模两端。
进一步地，靠近上型面顶部的上模侧面上设置有挡块；挡块的接触面与上模侧面接触，且接触面的底边高于上型面的最高顶边；挡块的外侧面与接触面平行，且外侧面的底边与上型面的最高顶边平齐；合模时，挡块的外侧面底边抵住工件上无需折弯的框体，接触面与外侧面高度差形成的区域可对工件折弯段与框体的连接部分进行避让，保证压弧时工件的框体不上翘的同时，还能使工件的折弯段与框体平滑过渡。
进一步地，所述下模下部位于下型面低端的后侧面设有直角形的固定槽，用于配合折弯机机架安装下模使用；所述下模上靠近下型面顶端的前侧面设有一段斜面，所述的斜面使下模上该侧面形成Z形。
一种合金铝板的压弧方法，步骤为：
(A)根据所需加工的合金铝板选择与合金铝板弧度相匹配的上模与下模，将上模和下模安装到折弯机上；
(B)上模下行与下模合模，确保合模位置准确后，固定上模和下模；上摸上行，准备折弯操作；
(C)将一个或多个待加工合金铝板并排放置于下模上，并使合金铝板的待折弯段伸入上模和下模之间，合金铝板的框体靠紧下模的前侧面；
(D)上模下行对待加工合金铝板进行折弯操作，直至上模和下模完全合模；
(E)经过步骤(D)折弯后，上模上行，取下合金铝板，完成合金铝板的折弯段的圆弧加工。
进一步地，所述步骤(A)中所需加工的合金铝板加工前的待折弯段宽度s与折弯后折弯端圆弧对应的弦长L之间的关系式为：
其中，r为工件折弯段所需弧度的圆弧半径。
进一步地，所述步骤(B)中确保合模位置准确的操作步骤为：随着上模的下行，上模两端的导向块逐渐接近并插入下模两端的导向座的导向槽中，通过导向块和导向座的配合导向定位，使得上模和下模自动准确合模。
进一步地，所述的步骤(D)中，上模和下模合模后保持5～10min。
一种合金铝板压弧模具材料，其各组分及质量百分比为：C 0.35～0.37％、Si0.40～0.49％、Mn 0.30～0.49％、Cr 9.5～11.4％、Mo 0.49～0.59％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 0.9～1.0％、Nb 0.05～0.07％、Ce 0.033～0.037％、Y 0.035～0.045％、La0.01～0.02％、ZrO2 0.05～0.079％，余量为Fe和杂质。
优选地，其各组分及质量百分比为：C 0.355～0.365％、Si 0.42～0.47％、Mn0.35～0.44％、Cr 10～10.9％、Mo 0.52～0.56％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 0.92～0.98％、Nb 0.055～0.065％、Ce 0.034～0.036％、Y0.038～0.042％、La 0.012～0.018％、ZrO2 0.06～0.07％，余量为Fe和杂质。
优选各组分及质量百分比为：C 0.36％、Si 0.45％、Mn 0.5％、Cr 10.5％、Mo0.54％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 0.95％、Nb 0.06％、Ce 0.035％、Y 0.04％、La0.015％、ZrO2 0.065％，余量为Fe和杂质。
优选地，Mo、V和Nb之间的质量百分比满足下述关系式(a)：
Mo＝0.37×V+3.14×Nb (a)；
Mo和ZrO2的质量百分比满足下述关系式(b)：
Mo＝3.4×ZrO2+0.32 (b)；
La、Y和Ce之间的质量百分比满足下述关系式(c)：
La＝1.52×Y-1.3×Ce (c)。
一种合金铝板压弧模具的加工工艺，其步骤为：
(1)锻造
将锻造毛坯以加热至1300～1400℃进行锻造，终锻温度970～990℃，得到钢锻件；
(2)钢锻件的去应力退火处理
将经步骤(1)中得到的钢锻件经过退火炉对其进行退火，其退火温度为690～720℃，退火时间为4.5～5h，在退火炉中冷至200～300℃，保温0.6～1.2h后空冷至常温；
(3)钢锻件的初加工
将步骤(2)中钢锻件在机床上加工成模具的初级形状，各面保留1.5mm的余量；
(4)模具的热处理
将经步骤(3)机加工得到的模具，先加热到531～549℃后保温3.5～4h，然后再加热到765～780℃保温1.5～2h，再加热到940～960℃，保温30～45min后淬火，油淬，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为-221℃至-235℃，保持1.5～2h，在空气中恢复到常温，一次回火，回火温度为130～140℃，冷却到常温后放置1～1.5h，再进行二次回火，回火温度为151～174℃；
(5)模具的深加工
清除步骤(4)处理后模具表面的氧化层，并将其装配到磨床上，进行磨削加工，各面保留0.7～1mm的余量，放置至少1天后，除弧面以外的其它面再次进行磨削加工到所需尺寸；
(6)加工中心处理
将步骤(5)深加工得到的工件放入加工中心，采用铣刀铣削模具的弧面，去除0.7～1mm的余量；
优选地，所述的步骤(1)中的锻造比为(2～3)：1。
优选地，所述的步骤(1)中锻造毛坯以加热至1350℃进行锻造，终锻温度980℃，所述的步骤(2)中锻造毛坯的退火温度为705℃，退火时间为4.8h，在退火炉中冷至250℃，保温0.9h后进行空冷；
优选地，所述的步骤(4)中模具的热处理是先加热到540℃后保温3.7h，然后再加热到773℃保温1.8h，再加热到950℃，保温38min后淬火，油淬，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为-228℃，保持1.8h，在空气中恢复到常温，一次回火，回火温度为135℃，冷却到常温后放置1.3h进行二次回火，回火温度为163℃。
优选地，所述的步骤(4)中，采用淬火油进行油淬，淬火油的组成成分及各组分质量份数为：基础油29～31份，催冷复剂0.8～1.2份，发黑复剂0.3～0.4份，光亮剂0.7～0.9份，表面活性剂3.6～4.0份；其中，催冷复剂为双环戊二烯与三元乙丙按质量比3:2的混合物，发黑复剂为丙烯酸酯、染色剂与润湿剂按质量比2:3:1的混合物，光亮剂为石油磺酸盐与二元酸按质量比1:2的混合物，表面活性剂为松香酸聚氧乙烯酯。
优选地，所述的步骤(4)中模具的热处理加热速率为20～30℃/min。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明合金铝板压弧模具材料的元素组分中提高了Mo的含量，由于较高含量的Mo元素，而具有较高的淬透性和淬硬性，使薄厚不一的模具壁具有均匀的强度、硬度及韧性，再配人少量的Nb与ZrO2，形成一定比例的Mo、Nb及V：1:0.13:2:0.15，其组合在钢中起作用，能够使晶粒细化和成分均匀性，使预硬化的钢具有较高的硬度均匀性，从而得到较高的抛光性能，并有时效特性，同时还增加模具钢的耐高温性；还加入了少量的稀土元素La、Y和Ce，使其比例为：1:3.6:3.5其中采用稀土元素Ce、Y进行变质处理，模具钢的奥氏体晶粒明显细化，碳化物断网团絮化，Ce、Y还能净化钢液，改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如：强度、韧性、焊接性，冷加工性能等，再加入La元素，钢中的夹杂物数量减少，其形态和尺寸明显得到改善，提高了钢的热疲劳性能；
(2)本发明模具的加工工艺中的锻造件的锻造比即变形程度为(2～3):1，可以使模具钢的晶粒细化，提高其力学性能，即硬度和韧性等，而且锻造比不是很大，防止模具钢出现纤维组织，从而增加金属的各向异性，保证模具钢不会容易出现开裂等缺陷；热处理过程中的加热速率适中，且保持在20～30℃/min范围内，有利于奥氏体的初始晶粒形成，防止加热速率过快晶粒过细，晶粒长大，容易形成粗晶，使模具钢的塑形增强，硬度减小，强度下降；
(3)本发明一种合金铝板压弧模具的加工工艺需加工特殊的弧面，不仅是圆弧面，还需加工一定常系数的抛线弧面，但是上下型面的弧面到模具外表面的厚度不一，难以解决弧面上各处的硬度梯度小，所以在淬火时采用特殊比例的淬火油进行油淬，优化淬火油组分和配比，冷却较温和，缓慢冷却下，使模具钢淬火的深度较深，有利于生产模具壁薄厚不一的上模与下模，其上下型面表面各处的硬度梯度小，上下型面距离其表面2～3mm处的硬度基本均保持在HRC60～70之间，整体形成表面硬、内部韧的高强度模具。
(4)本发明合金铝板压弧模具需将合金铝板的折弯段加工成圆弧面，为了解决铝板严重的反弹问题，将上型面设计成抛线弧面，下型面设计成比所需合金铝板圆弧半径略小的圆弧曲面，且上型面的弦长与下型面的弦长相等，折弯过程中合金铝板紧贴上型面，形成抛线弧面，开模后，合金铝板反弹，形成折弯段为所需圆弧半径的合金铝板；由于合金铝板折弯宽度越长其反弹系数越大，根据所需折弯段最长的合金铝板末端到其折弯段最高点的水平距离和竖直距离，来确定的下型面对应抛物线的常系数a，可保证多个不同折弯宽度的合金铝板折弯后反弹到所需的圆弧，且不同折弯宽度的合金铝板反弹后与所需的圆弧半径误差在可允许的范围内；
(5)本发明合金铝板压弧模具上模两端设置有导向块，下模两端设置有导向座，导向座内设有配合导向块插入导向的导向槽，使上下模配合合模，并锁紧上下模的相对位置，防止合模时，因上下型面为曲面形，导致型面受力不均，产生横向的分力，而使上下模的水平位置错位，产生偏移，有利于上模与下模不发生扭曲，增加工件的折弯精度，提高生产效率；
(6)本发明上下模的顶端设置一个挡块，合模时，挡块的外侧面底边抵住工件上无需折弯的框体，接触面与外侧面高度差形成的区域可对工件折弯段与框体的连接部分进行避让，保证压弧时工件的框体不上翘的同时，还能使工件的折弯段与框体平滑过渡；
(7)本发明合金铝板压弧模具下模前侧面设有的一段斜面，在加工工件折弯段的过程中，给予工件的框体发生向下弯曲时的避让空间；
(8)本发明合金铝板压弧模具的下型面上设有凹槽，凹槽与工件末端凸起的包钉相配合，合模时，包钉插入凹槽中，有利于在合模过程中避让包钉，保护凸起的包钉不会被折弯机模具加工变形；
(9)本发明根据合金铝板加工前的待折弯段宽度s与折弯后折弯端圆弧对应的弦长L之间的关系式计算出所需工件弦长对应的弧长，即只需方便测量选择一定折弯宽度的工件，便可准确加工出所需弦长的工件，将实际生产中的经验长度变成可量化的值，准确性高，有利于批量生产，减少劳动力及劳动时间，提高生产效率，降低成本；
(10)本发明的导向块和导向座分别通过上模固定螺栓和下模固定螺栓固定在上、下模上，方便拆卸，及时更换损坏的导向块和导向座，保证生产过程的严谨性，即保证工件的加工精度高；
(11)本发明的合金铝板压弧模具加工的工件适用于铝板，有益于解决铝板反弹系数大的问题；
附图说明
图1为本发明一种合金铝板压弧模具的截面图；
图2为本发明挡块的结构示意图；
图3为本发明一种合金铝板压弧模具的立体图；
图4为本发明一种合金铝板压弧模具的加工状态示意图；
图5为本发明下模上的凹槽容纳工件一上的包钉的加工状态示意图；
图6为本发明一种合金铝板压弧模具处于加工状态时工件在下模上的排布示意图；
图7为本发明工件一的结构示意图；
图中：
1、安全插销孔；2、上模；201、上型面；202、上模固定螺栓孔；3、下模；301、下型面；302、凹槽；303、下模固定螺栓孔；304、固定槽；305、斜面；4、挡块；401、接触面；402、外侧面；5、导向座；6、导向槽；7、导向块；8、工件一；9、包钉；10、工件二；11、折弯段；12、框体。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图1、图2和图3所示，本实施例的合金铝板压弧模具采用普通的42CrMo钢材，包括上模2和下模3。
上模2部分包括安全插销孔1、上型面201、上模固定螺栓孔202、挡块4和导向块7。其中，安全插销孔1设在上模2的顶部，通过插入安全插销孔1内的插销，将上模2吊装在折弯机上模滑块上。如图1所示，上模2的底部的上型面201为抛线弧面，以上型面201最高点为顶点，以过顶点且水平向左为正方向作为x轴，以过顶点且竖直向下为正方向作为y轴，则上模2的横截面与上型面201所形成的抛物线对应的方程为：y＝0.0023x2，其中0.0023为常系数，x为上型面201上任意一点到其对应抛物线顶点的水平距离，0≤x≤120mm，y为上型面201上任意一点到其对应抛物线顶点的竖直距离，0≤y≤35mm。本实施例的上模可加工成折弯段11的末端到其折弯段11最高点的水平距离X和竖直距离Y均满足
的合金铝板。导向块7设置在上模2长度方向上的两端，通过上模固定螺栓插入上模固定螺栓孔202将导向块7固定在上模2两端。如图2所示，挡块4焊接或用螺栓固定于上模2的前侧面，挡块4的接触面401与上模侧面接触，且接触面401的底边高于上型面201的最高顶边；挡块4的外侧面402与接触面401平行，且外侧面402的底边与上型面201的最高顶边平齐；合模时，挡块4的外侧面402的底边抵住工件上无需折弯的框体12，接触面401与外侧面402高度差形成的区域可对折弯段11与框体12的连接部分进行避让，保证压弧时工件的框体12不上翘的同时，还能使工件的折弯段11与框体12平滑过渡。
下模3部分包括下型面301、凹槽302、下模固定螺栓孔303、固定槽304、导向座5和导向槽6。其中，下型面301为半径为198mm的圆弧，其圆弧两端之间的竖直距离与上型面201抛物线两端之间的竖直距离相等，均为30mm；结合图3、图4及图5所示，下型面301上设有三个凹槽302，凹槽302由下到上到上型面301顶端的竖直距离分别为22mm、17mm和13mm，即加工三种反弹后弦长为99mm、89mm和75mm的工件一8，凹槽302避让工件一8末端的包钉9。
下模3前侧面设有一段与水平面成60°的斜面305，斜面305成为工件前端框体的避让空间，使上侧面呈Z字形，并且下模3的底面宽度小于下模3上下型面301的宽度；下模3后侧面的下端设有直角形的固定槽304，配合折弯机机架的卡槽安装固定下模3。
将上模2两端的导向块7对准下模3两端导向座5内的导向槽6，实现上模2与下模3的导向定位，使得下型面301与上型面201相配合。
现需加工圆弧半径为200mm的四个不同折弯宽度的合金铝板，其中四个合金铝板分别是三个弦长为75mm、89mm和99mm的工件一8，和一个弦长为117mm的工件二10，首先这四个工件折弯段11的末端到其折弯段11最高点的水平距离X和竖直距离Y均满足
其次，由所需加工的合金铝板加工前的待折弯段宽度s与折弯后折弯端圆弧对应的弦长L之间的关系式为：
可得，四个工件的宽度分别为118.74mm、100.04mm、89.75mm和75.45mm。工件在下模上的加工状态如图4、图5和图6所示，使用本实施例一种合金铝板压弧模具的压弧方法，步骤为：
(A)根据所需加工的合金铝板的尺寸，即其折弯段的末端到其折弯段最高点处的水平距离X和竖直距离Y均满足
则选择上型面201对应抛物线常系数a为0.0023的上模2；根据所需加工的合金铝板折弯段圆弧半径为200mm，选择比其半径小2mm，即下型面301的圆弧半径为198mm的下模3，分别将上模和下模安装到折弯机上；
(B)上模2下行与下模3合模，随着上模2的下行，上模2两端的导向块7逐渐接近并插入下模3两端的导向座5的导向槽6中，通过导向块7和导向座5的配合导向定位，使得上模2和下模3自动准确合模；确保合模位置准确后，固定上模2和下模3；上摸2上行，使上模2与下模3处于开模状态，准备折弯操作；
(C)分别将这3个不同弧段的、端部带有框体的、末端带有凸起的包钉9的工件一8，和一个需避让型材结构的、下沿不带凸起包钉9的工件二10并排放置于下模上，并使合金铝板的待折弯段伸入上模2和下模3之间，合金铝板的框体12靠紧下模3的前侧面；
(D)上模2下行对待加工四个工件进行折弯操作，合模时，上模2随着导向块7向下移动，上型面201的两端先接触下型面301的两端点，随着上模2继续往下运动，上型面201依次接触工件的末端，将三个工件一8末端的包钉9分别压到下型面301上对应的凹槽302中，下型面301将四个工件压紧于上型面201上，直至上模2和下模3完全合模，保持5min；
(E)经过步骤(D)折弯后，上模2上行，开模后，取下四个工件，工件的折弯段11产生反弹力。经检测，四个工件的折弯段圆弧半径均为200mm，弦长分别为75mm、89mm、99mm和117mm，则判断已完成对四个工件的折弯段11的圆弧加工，得到三个弦长分别为75mm、89mm和99mm的工件一8，以及一个弦长为117mm的工件二10。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：此实施例的上模2可加工圆弧半径为200mm、弦长分别为75mm、85mm、95mm和117mm的工件一8，其中，如图7所示，弦长为117mm的工件一8的折弯段11的末端到其折弯段11最高点的水平距离X和竖直距离Y满足
则本实施例需加工上型面201对应抛线弧的常系数为0.002，即对应抛物线方程为y＝0.002x2的上型面201；且采用本发明的特殊工艺加工的合金铝板压弧模具。
采用实施例1中的专用模具和方法虽然能很好的完成合金铝板的弧度加工，但是存在一个问题，由于上下型面为弧面，使用次数多了，上模2和下模3的因为受力较大且受力不均、容易损坏，导致在使用一段时间后需要更换模具，经实践证实采用普通材料和热处理工艺加工的上模具，在使用约1年的时候就容易出现上模2的上型面201出现崩裂、磨损等现象，同样，下模3的下型面301也出现崩裂、磨损等现象。虽然实施例的模具在结构设计上考虑了以上因素，并可以在一定程度上防止裂纹倾向，但是还是要依赖合理的材料成分和热处理工艺，所以根据上述专用模具的结构特点，本实施例力求寻找一种新的材料以及热处理工艺。该模具中上模2或下模3的加工方法，是先锻造，然后再加工成各个部件的形状，再精磨模具的平面，送入加工中心加工上下型面的弧面。其中由于上模2和下模3需要较高的硬度、高韧性、耐磨性和冷加工性能，需要特殊的处理工艺，下面以上模2和下模3的加工为例，进行具体说明：
一种合金铝板压弧模具的加工工艺，对上模2和下模3进行加工，其步骤为：
(1)锻造
采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分及质量百分比为：C 0.35％、Si 0.40％、Mn0.30％、Cr 9.5％、Mo 0.49％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 0.9％、Nb 0.05％、Ce 0.033％、Y 0.035％、La0.01％、ZrO2 0.05％，余量为Fe和杂质；将锻造毛坯以加热至1300℃进行锻造，终锻温度970℃，锻造比2:1，得到钢锻件；
(2)钢锻件的去应力退火处理
将经步骤(1)中得到的钢锻件经过退火炉对其进行退火，其退火温度为690℃，退火时间为4.5h，在退火炉中冷至200℃，保温0.6h后空冷至常温；
(3)钢锻件的初加工
将步骤(2)中钢锻件在机床上加工成模具的初级形状，各面保留1.5mm的余量；
(4)模具的热处理
将经步骤(3)机加工得到的模具，全程以20℃/min的加热速率，先加热到531℃后保温3.5h，然后再加热到765℃保温1.5h，再加热到940℃，保温30min后淬火，油淬，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为-221℃，保持1.5h，在空气中恢复到常温，一次回火，回火温度为130℃，冷却到常温后放置1h，再进行二次回火，回火温度为151℃；
此步骤中，采用淬火油进行油淬，淬火油的组成成分及各组分质量份数为：基础油(VHVI)29份，催冷复剂0.8份，发黑复剂0.3份，光亮剂0.7份，表面活性剂3.6份；其中，催冷复剂为双环戊二烯与三元乙丙按质量比3:2的混合物，发黑复剂为丙烯酸酯、染色剂(BlackAFR，巴斯夫公司生产的油性着色剂)与润湿剂(油溶性氮酮)按质量比2:3:1的混合物，光亮剂为石油磺酸盐与二元酸按质量比1:2的混合物，表面活性剂为松香酸聚氧乙烯酯。
该淬火油可使上模2在淬火刚入油时以65℃/s的冷却速度进行冷却，而淬火油中的表面活性发黑制剂吸收零件表面的温度获得较高的能量迅速在零件表面聚集成致密的膜结构，同时零件表面温度在与淬火油对流换热及提供发黑制剂热量后，温度迅速下降，有效越过模具钢热处理C曲线的转变点获得理想的微观组织形态。
(5)模具的深加工
清除步骤(4)处理后模具表面的氧化层，并将其装配到磨床上，进行磨削加工，各面保留0.7～1mm的余量，放置1天后，除上下型面的弧面以外的其它面，再次进行磨削加工到所需尺寸；
(6)加工中心处理
将步骤(5)深加工得到的工件放入加工中心，采用铣刀铣削上模2的弧面，去除0.7mm的余量，使上型面201对应抛线弧的常系数为0.002，即对应抛物线方程为y＝0.002x2的上型面201；下型面301对应圆弧半径为198mm；
(7)模具的检测，检测尺寸和度数，合格后，完成加工。
检测所得到的上模2的上型面201各处硬度在HRC62～68，距上型面201的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±2之内；检测所得到的下模3的下型面301处硬度为HRC63～69，距下型面301的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±2之内；并且每天使用该上下模4～5小时，连续使用一年后其依然能正常使用，寿命高。
现可加工圆弧半径为200mm的四个不同折弯宽度的合金铝板，其中四个合金铝板的弦长分别为75mm、85mm、95mm和117mm的工件一8，首先，弦长为117mm的工件一8的折弯段11的末端到其折弯段11最高点的水平距离X和竖直距离Y满足
其余三个弦长的工件一8的折弯段11的末端到其折弯段11最高点的水平距离X和竖直距离Y均满足
在0.002～0.003之间；其次，由所需加工的合金铝板加工前的待折弯段宽度s与折弯后折弯端圆弧对应的弦长L之间的关系式为：
可得，四个工件的宽度分别为118.74mm、96.92mm、85.65mm和75.46mm。使用本实施例一种合金铝板压弧模具的压弧方法，步骤为：
(A)根据所需加工的弦长最长的合金铝板的尺寸，即其折弯段的末端到其折弯段最高点处的水平距离X和竖直距离Y满足
则选择上型面201对应抛物线常系数a为0.002的上模2；根据所需加工的合金铝板折弯段圆弧半径为200mm，选择比其半径小2mm，即下型面301的圆弧半径为198mm的下模3，分别将上模和下模安装到折弯机上；
(B)上模2下行与下模3合模，随着上模2的下行，上模2两端的导向块7逐渐接近并插入下模3两端的导向座5的导向槽6中，通过导向块7和导向座5的配合导向定位，使得上模2和下模3自动准确合模；确保合模位置准确后，固定上模2和下模3；上摸2上行，使上模2与下模3处于开模状态，准备折弯操作；
(C)分别将这4个不同弧段的、端部带有框体的、末端带有凸起的包钉9的工件一8并排放置于下模上，并使合金铝板的待折弯段伸入上模2和下模3之间，合金铝板的框体12靠紧下模3的前侧面；
(D)上模2下行对待加工四个工件进行折弯操作，合模时，上模2随着导向块7向下移动，上型面201的两端先接触下型面301的两端点，随着上模2继续往下运动，上型面201依次接触工件的末端，将三个工件一8末端的包钉9分别压到下型面301上对应的凹槽302中，下型面301将四个工件压紧于上型面201上，直至上模2和下模3完全合模，保持8min；
(E)经过步骤(D)折弯后，上模2上行，开模后，取下四个工件，工件的折弯段11产生反弹力。经检测，四个工件的折弯段圆弧半径均为200mm，弦长分别为75mm、85mm、95mm和117mm，则判断已完成对四个工件的折弯段11的圆弧加工，得到四个弦长分别为75mm、85mm、95mm和117mm的工件一8。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：此实施例的上模2可加工圆弧半径为200mm、弦长分别为90mm、100mm、110mm和120mm的工件二10，其中，弦长为120mm的工件二10的折弯段11的末端到其折弯段11最高点的水平距离X和竖直距离Y满足
则本实施例需加工上型面201对应抛线弧的常系数为0.003，即对应抛物线方程为y＝0.003x2的上型面201；且采用本发明的特殊工艺加工的合金铝板压弧模具。
本实施例的一种合金铝板压弧模具的加工工艺具体表现如下，对上模2和下模3进行加工，其步骤为：
(1)锻造
采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分及质量百分比为：C 0.36％、Si 0.45％、Mn0.5％、Cr 10.5％、Mo 0.54％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 0.95％、Nb 0.06％、Ce0.035％、Y 0.04％、La 0.015％、ZrO2 0.065％，余量为Fe和杂质；将锻造毛坯以加热至1350℃进行锻造，终锻温度980℃，锻造比2.5:1，得到钢锻件；
(2)钢锻件的去应力退火处理
将经步骤(1)中得到的钢锻件经过退火炉对其进行退火，其退火温度为705℃，退火时间为4.8h，在退火炉中冷至250℃，保温0.9h后空冷至常温；
(3)钢锻件的初加工
将步骤(2)中钢锻件在机床上加工成模具的初级形状，各面保留1.5mm的余量；
(4)模具的热处理
将经步骤(3)机加工得到的模具，全程以25℃/min的加热速率，先加热到540℃后保温3.7h，然后再加热到773℃保温1.8h，再加热到950℃，保温38min后淬火，油淬，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为-228℃，保持1.8h，在空气中恢复到常温，一次回火，回火温度为135℃，冷却到常温后放置1.3h，再进行二次回火，回火温度为163℃；
此步骤中，采用淬火油进行油淬，淬火油的组成成分及各组分质量份数为：基础油(VHVI)30份，催冷复剂1.0份，发黑复剂0.35份，光亮剂0.8份，表面活性剂3.8份；其中，催冷复剂为双环戊二烯与三元乙丙按质量比3:2的混合物，发黑复剂为丙烯酸酯、染色剂(BlackAFR，巴斯夫公司生产的油性着色剂)与润湿剂(油溶性氮酮)按质量比2:3:1的混合物，光亮剂为石油磺酸盐与二元酸按质量比1:2的混合物，表面活性剂为松香酸聚氧乙烯酯。
该淬火油可使上模2和下模3在淬火刚入油时以75℃/s的冷却速度进行冷却，而淬火油中的表面活性发黑制剂吸收零件表面的温度获得较高的能量迅速在零件表面聚集成致密的膜结构，同时零件表面温度在与淬火油对流换热及提供发黑制剂热量后，温度迅速下降，有效越过模具钢热处理C曲线的转变点获得理想的微观组织形态。
(5)模具的深加工
清除步骤(4)处理后模具表面的氧化层，并将其装配到磨床上，进行磨削加工，各面保留0.9mm的余量，放置2天后，除上下型面的弧面以外的其它面，再次进行磨削加工到所需尺寸；
(6)加工中心处理
将步骤(5)深加工得到的工件放入加工中心，采用铣刀铣削上模2和下模3的弧面，去除0.7mm的余量，使上型面201对应抛线弧的常系数为0.003，即对应抛物线方程为y＝0.003x2的上型面201；下型面301对应圆弧半径为198mm；
(7)模具的检测，检测尺寸和度数，合格后，完成加工。
检测所得到的上模2的上型面201各处硬度在HRC61～67，距上型面201的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±1之内；检测所得到的下模3的下型面301处硬度为HRC63～69，距下型面301的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±1.5之内；并且每天使用该上下模4～5小时，连续使用一年后其依然能正常使用，寿命高。
现可加工圆弧半径为200mm的四个不同折弯宽度的合金铝板，其中四个合金铝板的弦长分别为90mm、100mm、110mm和120mm的工件二10，首先，弦长为120mm的工件二10的折弯段11的末端到其折弯段11最高点的水平距离X和竖直距离Y满足
其余三个弦长的工件二10的折弯段11的末端到其折弯段11最高点的水平距离X和竖直距离Y均满足
在0.002～0.003之间；其次，由所需加工的合金铝板加工前的待折弯段宽度s与折弯后折弯端圆弧对应的弦长L之间的关系式为：
可得，四个工件的宽度分别为90.78mm、101.07mm、111.44mm和121.87mm。使用本实施例一种合金铝板压弧模具的压弧方法，步骤为：
(A)根据所需加工的弦长最长的合金铝板的尺寸，即其折弯段的末端到其折弯段最高点处的水平距离X和竖直距离Y满足
则选择上型面201对应抛物线常系数a为0.003的上模2；根据所需加工的合金铝板折弯段圆弧半径为200mm，选择比其半径小2mm，即下型面301的圆弧半径为198mm的下模3，分别将上模和下模安装到折弯机上；
(B)上模2下行与下模3合模，随着上模2的下行，上模2两端的导向块7逐渐接近并插入下模3两端的导向座5的导向槽6中，通过导向块7和导向座5的配合导向定位，使得上模2和下模3自动准确合模；确保合模位置准确后，固定上模2和下模3；上摸2上行，使上模2与下模3处于开模状态，准备折弯操作；
(C)分别将这4个不同弧段的、端部带有框体的、末端带有凸起的包钉9的工件一8并排放置于下模上，并使合金铝板的待折弯段伸入上模2和下模3之间，合金铝板的框体12靠紧下模3的前侧面；
(D)上模2下行对待加工四个工件进行折弯操作，合模时，上模2随着导向块7向下移动，上型面201的两端先接触下型面301的两端点，随着上模2继续往下运动，上型面201依次接触工件的末端，将三个工件一8末端的包钉9分别压到下型面301上对应的凹槽302中，下型面301将四个工件压紧于上型面201上，直至上模2和下模3完全合模，保持10min；
(E)经过步骤(D)折弯后，上模2上行，开模后，取下四个工件，工件的折弯段11产生反弹力。经检测，四个工件的折弯段圆弧半径均为200mm，弦长分别为90mm、100mm、110mm和120mm，则判断已完成对四个工件的折弯段11的圆弧加工，得到四个弦长分别为90mm、100mm、110mm和120mm的工件二10。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：使用本发明的加工工艺对模具的上下模进行加工。
具体来说，本实施例的一种合金铝板压弧模具的加工工艺，对上模2和下模3进行加工，其步骤为：
(1)锻造
采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分及质量百分比为：C 0.37％、Si 0.49％、Mn0.49％、Cr 11.4％、Mo 0.59％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 1.0％、Nb 0.07％、Ce0.037％、Y 0.045％、La 0.02％、ZrO2 0.079％，余量为Fe和杂质；将锻造毛坯以加热至1400℃进行锻造，终锻温度990℃，锻造比3:1，得到钢锻件；
(2)钢锻件的去应力退火处理
将经步骤(1)中得到的钢锻件经过退火炉对其进行退火，其退火温度为720℃，退火时间为5h，在退火炉中冷至300℃，保温1.2h后空冷至常温；
(3)钢锻件的初加工
将步骤(2)中钢锻件在机床上加工成模具的初级形状，各面保留1.5mm的余量；
(4)模具的热处理
将经步骤(3)机加工得到的模具，全程以30℃/min的加热速率，先加热到549℃后保温4h，然后再加热到780℃保温2h，再加热到960℃，保温45min后淬火，油淬，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为-235℃，保持2h，在空气中恢复到常温，一次回火，回火温度为140℃，冷却到常温后放置1.5h，再进行二次回火，回火温度为174℃；
此步骤中，采用淬火油进行油淬，淬火油的组成成分及各组分质量份数为：基础油(VHVI)31份，催冷复剂1.2份，发黑复剂0.4份，光亮剂0.9份，表面活性剂4.0份；其中，催冷复剂为双环戊二烯与三元乙丙按质量比3:2的混合物，发黑复剂为丙烯酸酯、染色剂(BlackAFR，巴斯夫公司生产的油性着色剂)与润湿剂(油溶性氮酮)按质量比2:3:1的混合物，光亮剂为石油磺酸盐与二元酸按质量比1:2的混合物，表面活性剂为松香酸聚氧乙烯酯。
该淬火油可使上模2和下模3在淬火刚入油时以85℃/s的冷却速度进行冷却，而淬火油中的表面活性发黑制剂吸收零件表面的温度获得较高的能量迅速在零件表面聚集成致密的膜结构，同时零件表面温度在与淬火油对流换热及提供发黑制剂热量后，温度迅速下降，有效越过模具钢热处理C曲线的转变点获得理想的微观组织形态。
(5)模具的深加工
清除步骤(4)处理后模具表面的氧化层，并将其装配到磨床上，进行磨削加工，各面保留1mm的余量，放置3天后，除上下型面的弧面以外的其它面，再次进行磨削加工到所需尺寸；
(6)加工中心处理
将步骤(5)深加工得到的工件放入加工中心，采用铣刀铣削上模2和下模3的弧面，去除0.7mm的余量，使上型面201对应抛线弧的常系数为0.0023，即对应抛物线方程为y＝0.0023x2的上型面201；下型面301对应圆弧半径为198mm；
(7)模具的检测，检测尺寸和度数，合格后，完成加工。
检测所得到的上模2的上型面201各处硬度在HRC64～68，距上型面201的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±1之内；检测所得到的下模3的下型面301处硬度为HRC63～67，距下型面301的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±2之内；并且每天使用该上下模4～5小时，连续使用一年后其依然能正常使用，寿命高。
实施例5
本实施例与实施例3基本相同，其不同之处在于：
本实施例的一种合金铝板压弧模具的加工工艺，步骤(1)中：锻造毛坯的组分及质量百分比为：C 0.36％、Si 0.45％、Mn 0.50％、Cr 10.5％、Mo 0.49％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 0.95％、Nb 0.05％、Ce 0.035％、Y 0.041％、La 0.017％、ZrO2 0.0554％，余量为Fe和杂质；
检测所得到的上模2的上型面201各处硬度在HRC62～68，距上型面201的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±2之内；检测所得到的下模3的下型面301处硬度为HRC63～69，距下型面301的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±2之内；并且每天使用该上下模4～5小时，连续使用一年后其依然能正常使用，寿命高。
实施例6
本实施例与实施例3基本相同，其不同之处在于：
本实施例的一种合金铝板压弧模具的加工工艺，步骤(1)中：锻造毛坯的组分及质量百分比为：C 0.355％、Si 0.42％、Mn 0.35％、Cr 10％、Mo 0.52％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 0.92％、Nb 0.055％、Ce 0.034％、Y 0.038％、La 0.012％、ZrO2 0.06％，余量为Fe和杂质；
检测所得到的上模2的上型面201各处硬度在HRC62～68，距上型面201的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±2之内；检测所得到的下模3的下型面301处硬度为HRC63～69，距下型面301的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±2之内；并且每天使用该上下模4～5小时，连续使用一年后其依然能正常使用，寿命高。
实施例7
本实施例与实施例3基本相同，其不同之处在于：
本实施例的一种合金铝板压弧模具的加工工艺，步骤(1)中：锻造毛坯的组分及质量百分比为：C 0.365％、Si 0.47％、Mn 0.44％、Cr 10.9％、Mo 0.56％、P≤0.020％、S≤0.022％、V 0.98％、Nb 0.065％、Ce 0.036％、Y 0.042％、La 0.018％、ZrO2 0.07％，余量为Fe和杂质；
检测所得到的上模2的上型面201各处硬度在HRC60～70，距上型面201的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±2之内；检测所得到的下模3的下型面301处硬度为HRC60～69，距下型面301的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±2之内；并且每天使用该上下模4～5小时，连续使用一年后其依然能正常使用，寿命高。
值得说明的是，本发明上模2的横截面与上型面201所形成的抛物线的常系数a在0.002～0.003的范围内时，能补偿合金铝板的反弹量，得到折弯段11的圆弧半径为200mm的所需合金铝板。
对比例1
本实施例不添加V、Nb、Ce、Y和La元素，且采用普通淬火油进行淬火，其它与实施例3基本相同。
具体地，一种合金铝板压弧模具的加工工艺，对上模2和下模3进行加工，其步骤为：
(1)锻造
采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分及质量百分比为：C 0.36％、Si 0.45％、Mn0.5％、Cr 10.5％、Mo 0.54％、P≤0.020％、S≤0.022％、ZrO2 0.065％，余量为Fe和杂质；将锻造毛坯以加热至1350℃进行锻造，终锻温度980℃，锻造比2.5:1，得到钢锻件；
(2)钢锻件的去应力退火处理
将经步骤(1)中得到的钢锻件经过退火炉对其进行退火，其退火温度为705℃，退火时间为4.8h，在退火炉中冷至250℃，保温0.9h后空冷至常温；
(3)钢锻件的初加工
将步骤(2)中钢锻件在机床上加工成模具的初级形状，各面保留1.5mm的余量；
(4)模具的热处理
将经步骤(3)机加工得到的模具，先加热到540℃后保温3.7h，然后再加热到773℃保温1.8h，再加热到950℃，保温38min后淬火，采用普通淬火油进行油淬，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为-228℃，保持1.8h，在空气中恢复到常温，一次回火，回火温度为135℃，冷却到常温后放置1.3h，再进行二次回火，回火温度为163℃；
(5)模具的深加工
清除步骤(4)处理后模具表面的氧化层，并将其装配到磨床上，进行磨削加工，各面保留0.9mm的余量，放置2天后，除上下型面的弧面以外的其它面，再次进行磨削加工到所需尺寸；
(6)加工中心处理
将步骤(5)深加工得到的工件放入加工中心，采用铣刀铣削上模2和下模3的弧面，去除0.7mm的余量，使上型面201对应抛线弧的常系数为0.003，即对应抛物线方程为y＝0.003x2的上型面201；下型面301对应圆弧半径为198mm；
(7)模具的检测，检测尺寸和度数，合格后，完成加工。
检测所得到的上模2的上型面201各处硬度在HRC51～57，距上型面201的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±10之内；检测所得到的下模3的下型面301处硬度为HRC53～55，距下型面301的弧面3mm处的硬度连续变化且硬度差在±15之内。
由对比例1可得，本发明添加V、Nb、Ce、Y和La元素，及采用本发明的淬火油，可以增强上下模的硬度，更值得一提的是，对比例1得到的模具内部硬度分布不均，而本发明的一种合金铝板压弧模具材料及其加工工艺有利于模具壁距上下型面一定厚度处的硬度保持均匀，控制在HRC60～70之间，使本发明合金铝板压弧模具达到表面硬、内部韧的目的，提高模具钢的使用寿命。
Claims (9)
1.一种合金铝板压弧模具材料，其特征在于：其各组分及质量百分比为：C 0.35~0.37%、Si 0.40~0.49%、Mn 0.30~0.49%、Cr 9.5~11.4%、Mo 0.49~0.59%、P≤0.020%、S≤0.022%、V 0.9~1.0%、Nb 0.05~0.07%、Ce 0.033~0.037%、Y 0.035~0.045%、La 0.01~0.02%、ZrO2 0.05~0.079%，余量为Fe和杂质，其中，
Mo、V和Nb之间的质量百分比满足下述关系式（a）：
Mo=0.37×V+3.14×Nb （a）；
Mo和ZrO2的质量百分比满足下述关系式（b）：
Mo=3.4×ZrO2+0.32 （b）；
La、Y和Ce之间的质量百分比满足下述关系式（c）：
La=1.52×Y-1.3×Ce （c）。
2.根据权利要求1所述的一种合金铝板压弧模具材料，其特征在于：其各组分及质量百分比为：C 0.355~0.365%、Si 0.42~0.47%、Mn 0.35~0.44%、Cr 10~10.9%、Mo 0.52~0.56%、P≤0.020%、S≤0.022%、V 0.92~0.98%、Nb 0.055~0.065%、Ce 0.034~0.036%、Y0.038~0.042%、La 0.012~0.018%、ZrO2 0.06~0.07%，余量为Fe和杂质。
3.根据权利要求2所述的一种合金铝板压弧模具材料，其特征在于：优选各组分及质量百分比为：C 0.36%、Si 0.45%、Mn 0.35%、Cr 10.5%、Mo 0.54%、P≤0.020%、S≤0.022%、V0.95%、Nb 0.06%、Ce 0.035%、Y 0.04%、La 0.015%、ZrO2 0.065%，余量为Fe和杂质。
4.一种合金铝板压弧模具的加工工艺，其步骤为：
（1）锻造
采用权利要求1的模具材料锻造毛坯制得，将锻造毛坯以加热至1300~1400℃进行锻造，终锻温度970~990℃，得到钢锻件；
（2）钢锻件的去应力退火处理
将经步骤（1）中得到的钢锻件经过退火炉对其进行退火，其退火温度为690~720℃，退火时间为4.5~5 h，在退火炉中冷至200～300℃，保温0.6~1.2 h后空冷至常温；
（3）钢锻件的初加工
将步骤（2）中钢锻件在机床上加工成模具的初级形状，各面保留1.5 mm的余量；
（4）模具的热处理
将经步骤（3）机加工得到的模具，先加热到531~549℃后保温3.5~4 h，然后再加热到765~780℃保温1.5~2h，再加热到940~960℃，保温30~45min后淬火，油淬，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为-221℃至-235℃，保持1.5~2h，在空气中恢复到常温，一次回火，回火温度为130~140℃，冷却到常温后放置1~1.5h，再进行二次回火，回火温度为151~174℃；
（5）模具的深加工
清除步骤（4）处理后模具表面的氧化层，并将其装配到磨床上，进行磨削加工，各面保留0.7~1mm的余量，放置至少1天后，除弧面以外的其它面再次进行磨削加工到所需尺寸；
（6）加工中心处理
将步骤（5）深加工得到的工件放入加工中心，采用铣刀铣削模具的弧面，去除0.7~1 mm的余量。
5.根据权利要求4所述的一种合金铝板压弧模具的加工工艺，其特征在于：所述的步骤（1）中的锻造比为（2~3）：1。
6.根据权利要求4所述的一种合金铝板压弧模具的加工工艺，其特征在于：所述的步骤（1）中锻造毛坯以加热至1350℃进行锻造，终锻温度980℃，所述的步骤（2）中锻造毛坯的退火温度为705℃，退火时间为4.8 h，在退火炉中冷至250℃，保温0.9 h后进行空冷。
7.根据权利要求4所述的一种合金铝板压弧模具的加工工艺，其特征在于：所述的步骤（4）中模具的热处理是先加热到540℃后保温3.7h，然后再加热到773℃保温1.8h，再加热到950℃，保温38min后淬火，油淬，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为-228℃，保持1.8h，在空气中恢复到常温，一次回火，回火温度为135℃，冷却到常温后放置1.3h进行二次回火，回火温度为163℃。
8.根据权利要求4或6任意一项所述的一种合金铝板压弧模具的加工工艺，其特征在于：所述的步骤（4）中，采用淬火油进行油淬，淬火油的组成成分及各组分质量份数为：基础油29~31份，催冷复剂0.8~1.2份，发黑复剂0.3~0.4份，光亮剂0.7~0.9份，表面活性剂3.6~4.0份；其中，催冷复剂为双环戊二烯与三元乙丙按质量比3:2的混合物，发黑复剂为丙烯酸酯、染色剂与润湿剂按质量比2:3:1的混合物，光亮剂为石油磺酸盐与二元酸按质量比1:2的混合物，表面活性剂为松香酸聚氧乙烯酯。
9.根据权利要求4或6任意一项所述的一种合金铝板压弧模具的加工工艺，其特征在于：所述的步骤（4）中模具的热处理加热速率为20~30 ℃/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: A kind of die material for aluminum alloy sheet and its processing technology Effective date of registration: 20210427 Granted publication date: 20201124 Pledgee: Dangtu County sub branch of China Post Savings Bank Co.,Ltd. Pledgor: ANHUI LIYUAN NUMERICAL CONTROL CUTTING TOOL AND PATTERNS MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021980003109 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220923 Granted publication date: 20201124 Pledgee: Dangtu County sub branch of China Post Savings Bank Co.,Ltd. Pledgor: ANHUI LIYUAN NUMERICAL CONTROL CUTTING TOOL AND PATTERNS MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021980003109 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Kind of Alloy Aluminum Plate Arc Pressing Mold Material and Its Processing Technology Effective date of registration: 20231023 Granted publication date: 20201124 Pledgee: Dangtu County sub branch of China Post Savings Bank Co.,Ltd. Pledgor: ANHUI LIYUAN NUMERICAL CONTROL CUTTING TOOL AND PATTERNS MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2023980062167 |
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