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      影響鋁擠壓模具壽命的因素探討

      來源:中鋁網  作者:*  日期:2011-1-11  頁面功能 [字體: ] [ 打印 ] [ 投稿 ] [ 評論 ] [ 啄木鳥 ]
      延長擠壓模具的使用壽命一直是鋁加工企業十分關注的問題,模具壽命的長短直接影響到企業的生產效率及產品成本,采取哪些得力措施來延長模具的使用壽命,不少企業都有自己的獨到之處。

        (5)合理布置模孔位置。在設計時不宜將模孔布置得過于靠近邊緣,否則將會降低模具強度,導致死區金屬參與流動而影響制品表面質量。擠壓三角型材時,圖2的模孔布置就比較適宜。

        

         圖2 角型材模孔布置圖

        2.3 熱處理工藝的影響

        要延長模具的使用壽命,熱處理工藝的恰當與否甚為重要,影響熱處理質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。經過分析與實踐,下列熱處理工藝適合一般企業,能滿足4Cr5MoSiV1鋼在高溫下的機械性能要求(見圖3)。

        

          圖3 4Cr5MoSiV1鋼的熱處理工藝示意圖

        (1)預熱:溫度為600-630℃,保溫時間為1.5-2.Oh(視模具大小而定),然后升溫到830~850℃,保溫1.5-2.Oh。此工藝過程為淬火前的預處理,它能合理調整工件內部的微觀缺陷,為淬火準備必要的條件。

        (2)淬火:在預處理的基礎上,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:淬火后的模具內部有較大的內應力,必須在1~2h內對工件進行回火,以消除淬火時產生的應力。為了避免工件開裂,回火前也應加熱均勻,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℃進行一次回火,保溫時間為2.Oh,然后出爐空冷至常溫后進行二次回火,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良,所以應對其實行高溫淬火。

        
          圖4 淬火溫度與疲勞強度的關系

        2.4 模具使用機制的影響

        要延長模具的壽命,科學地使用模具也是不容忽視的一個方面。由于模具的工作環境極為惡劣(高溫高壓),生產中要采取一定的措施來確保它的組織性能。以下列出要注意的三個重要方面:

        (1)采用適宜的擠壓速度。在擠壓過程中,當擠壓速度過快時,會造成金屬流動不均勻、模具溫度較高等現象,如果此時金屬變形產生的余熱不能及時帶走,模具就可能因局部過熱而失效,當擠壓速度較適宜時,就避免了上述不良后果的發生,擠壓速度一般控制在25mm/s以下。

        (2)采用低一高一低的使用強度。模具剛進入服役期時,組織性能還處在浮動階段,此時應采用低強度的作業方案,使模具向平穩期過渡;模具使用中期,可適當提高使用強度,因為此時模具的綜合性能處在最佳狀態;到模具的使用后期,其內部組織已部分惡化,熱疲勞強度也較低,應適當降低模具的使用強度,以免使用中出現模具變形、裂紋等缺陷。

        (3)使用前期對模具進行反復氮化處理。滲氮處理能使模具在保持足夠韌性的情況下大大提高其表面硬度,以減少模具使用時的熱磨損,但表面氮化并不是一次性就能完成的,在模具服役期間,應對之進行3-4次反復滲氮處理,一般要使氮化層厚度達到0.15-0.20mm。

        3、結束語

        擠壓模具的使用壽命是一個綜合性的技術問題,以上介紹的四個方面只是其中的部分,要全面理解模具使用壽命的含義,在模具的加工制造中選擇最佳工藝和模具使用后的及時修正,對延長模具的壽命也至關重要。

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