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熱鍛模具的熱處理方法,工業鋁型材擠壓模具設計要點

作者:東锜特鋼

熱鍛模具的熱處理方法

(1)熱處理應采用合理的工藝減小熱處理變形(一般采用多段加熱工藝,同時防止加熱開裂),同時考慮所采用的熱處理方式,應避免合金元素的蒸發,在材料淬透性允許的條件下,盡可能采用真空熱處理、氣體淬火技術,減小熱處理變形,避免熱處理後較大的加工餘量,導緻表面過熱,影響模具壽命。但對淬硬性較差材料或存在高溫下易揮發元素的材料,如含高Ni等,宜采用鹽浴熱處理。

(2)推薦采用超飽和滲碳熱處理技術,即應用滲碳技術,阻止熱處理表面脫碳,同時提高表面的耐磨性,并利用滲碳淬火後,表面形成高壓應力,提高模具的疲勞抗力。

熱鍛模具的熱處理方法,工業鋁型材擠壓模具設計要點

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(3)模具材料中一般含有較高的CR,mo,v,w,nb等高溫、強碳化物形成元素,進而提高模具的強度、紅硬性等性能,在熱處理回火進行中,具有明顯的二次硬化特性,即在低溫回火和高溫回火形成兩次高硬度。是以根據模具的實際使用溫度範圍,可以選擇性應用回火溫度,但是對于熱鍛模具應采用高溫回火工藝,以避免二次回火硬化效應導緻使用過程中模具性能的降低。

另一方面,也由于模具材料中一般含有較高的CR,mo,v,w,nb等高溫、強碳化物形成元素,具有很強的抗回火性能,是以需要進行多次的回火,避免回火不充分引起早期的失效(斷裂和龜裂),一般要求至少2次高溫回火(更多采用三次回火工藝)。

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工業鋁型材擠壓模具設計要點

1、合理調整鋁金屬的流動速度

合理調整鋁金屬流動速度就是要盡量保證鋁型材斷面上每一個質點應以相同的速度流出模孔。擠壓模具設計時盡量采用多孔對稱排列,根據鋁型材的形狀,各部分壁厚的差異和比周長的不同及距離擠壓筒中心的遠近,來設計不等長的定徑帶。一般來說,鋁型材某處的壁厚越薄,周長越大,形狀越複雜,離擠壓筒中心越遠,則此處的定徑帶應越短。如果當用定徑帶仍難于控制鋁金屬流速時,對于鋁型材斷面形狀特别複雜,壁厚很薄,離中心很遠的部分可采用促流角或導料錐來加速鋁金屬流動。而對于那些壁厚大得多的部分或離擠壓筒中心很近的地方,就應采用阻礙角進行補充阻礙,以減緩此處的流速。此外,還可以采用工藝平衡孔,工藝餘量或者采用前室模、導流模、改變分流孔的數目、大小、形狀和位置來調節鋁金屬的流速。

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2、擠壓模具強度校核

由于鋁型材擠壓時模具的工作條件很惡劣,是以模具強度是模具設計中的一個非常重要的問題。除了合理布置模孔的位置,選擇合适的模具材料,設計合理的模具結構和外形之外,精确地計算擠壓力和校核各危險斷面的許用強度也是十分重要的。目前計算擠壓力的公式很多,但經過修正的别爾林公式仍有工程價值。擠壓力的上限解法,也有較好的适用價值,用經驗系數法計算擠壓力比較簡便。至于模具強度的校核,應根據産品的類型、模具結構等分别進行。一般平面模具隻需要校核剪切強度和抗彎強度。舌型模和平面分流模則需要校核抗剪、抗彎和抗壓強度,舌頭和針尖部分還需要考慮抗拉強度等。強度校核時的一個重要的基礎問題是選擇合适的強度理論公式和比較精确的許用應力。近年來,對于特别複雜的模具可用有限元法來分析其受力情況與校核強度。

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