铝合金挤压模具寿命影响因素

2014-04-28田建强

山东工业技术 2014年16期

关键词：模子型材使用寿命

田建强

（甘肃省西北铝加工厂,甘肃陇西 748111）

铝合金挤压模具寿命影响因素

田建强

（甘肃省西北铝加工厂,甘肃陇西 748111）

本文论述了模具材料、热处理、使用和管理对模具寿命的影响。

挤压模具；使用寿命；模具材料；热处理技术

1 引言

模具是挤压生产中的必不可少工艺装备，随着铝合金挤压材向大型化、复杂化、精密化、多品种、多用途方向发展，对挤压工模具提出了更高的要求。一般来说，在挤压铝合金制品时，模具要承受挤压环境下的恶劣因素，使得模具的强度变低，容易产生裂纹、变形等缺陷，最后导致工模具失效、报废，缩短了工模具使用寿命，增加了成本，因而，如何提高模具的质量、延长使用寿命和降低生产成本已成为各个厂家迫切需要解决的问题。

2 模具的失效

挤压工模具质量的好坏，特别是使用寿命的高低，很大程度上取决于材料的选用和热处理。据统计，因材料和模具热处理问题造成的失效占整个失效的60%左右。

裂纹、磨损、塑性变形是铝合金挤压模具失效的主要原因，而裂纹造成模具失效的危害相比其他两种要大的多。

2.1 裂纹

无论是空心还是实心型材模具，在模子模孔的角部都会产生裂纹，并会沿着径向扩展，裂纹扩展到一定的程度，将严重削弱模具的承载能力而引起断裂。造成模具产生裂纹有模具设计、模具材料、加工工艺等诸多因素，如图1。

图1

2.2 磨损

一旦模具本身的工作带光洁度达不到要求，加之铝料在高温高压下经过模孔，产生摩擦，就会产生磨损，它产生的模具失效形式主要是压坑、麻面、擦伤和尺寸超差等。

2.3 变形

模具在使用中如果出现型材中心与模具中心偏心、模孔达不到垂直度或平行度要求，使挤压出来的制品出现尺寸或形状发生变化等现象，就是变形失效。

3 挤压模具材料的选择

挤压模具要有热稳定性、热强性、热耐磨性和热疲劳强度等性能要求才能满足其恶劣的工作环境。

因挤压模具的工作条件差，故选择模具钢非常严格，一般模具钢要有适应挤压环境所必需的性能如高强度、硬度、高的耐热性等等。还要结合实际条件选择材料，不能盲目的看价格高低。选择的模具钢要满足工模具设计的技术要求，要求锻造的必须锻造，否则，加工的模具达不到设计者初期要求。

4 模具设计要合理

挤压模具设计是否合理将直接影响模具的使用寿命、产品的表面质量等因素。无论是型材模具，还是棒材模具，在模具设计时都要遵循一定的原则。因此，要使模具设计的合理，应着重做好以下几方面的工作。

（1）型材模具比较复杂，在设计模具时因为模孔的尖角容易产生应力集中，因此，要考虑模子的强度，避免模孔间距和模孔边缘距离太小。

（2）实心型材由于形状比较复杂、大多型材存在不对称性或型材各处的壁厚相差很大，往往由于模孔离挤压筒中心的距离不同，金属流出模孔时的速度有差异而造成型材的扭拧、波浪、弯曲及裂纹等废品，因此在模具设计时应考虑将金属难以流动型材壁薄的部分靠近模子中心，而壁厚的部分靠近模子边缘，如图2。

图2

设计模具的模孔尺寸时我们考虑不同铝合金的性质和模具材料的冷收缩率，不同的铝合金，它的收缩率各不相同，在设计模子时，也应该根据不同合金来确定模孔的尺寸。

为了对延长模具使用寿命，定径带的长度也要设计的得当。定径带长度过短，制品尺寸就不能保证在很稳定的范围，而且容易产生波纹、椭圆等废品，同时，模具在挤压制品时所承受的挤压力相当大，定径带也容易磨损或被压塌，会大大降低模具的使用寿命；但也不能过长，过长会增大与金属的摩擦，定径带易粘金属，如果定径带表面光洁度达不到要求，制品表面出现划伤、毛刺、麻面、波浪等缺陷的几率就会大大增加。