鋁型材擠壓模具的質(zhì)量和合理使用對模具的使用壽命有很大影響，其中模具材料、模具設(shè)計(jì)方案、熱處理工藝以及模具在機(jī)臺的使用是重中之重，結(jié)合工廠的實(shí)際情況談一些淺顯的看法。

1、  鋁型材擠壓模具材料
    鋁型材擠壓模具是在高溫高壓狀態(tài)下作業(yè)，并要承受周期載荷的作用，因此對模具鋼的性能有相當(dāng)高的要求，制造模具的材料應(yīng)具有很好的熱穩(wěn)定性、熱疲勞性、熱耐磨性和足夠的韌性。以前國內(nèi)常采用3Cr2W8V鋼制造模具，但它的韌性低，抗疲勞強(qiáng)度不好，即使采用高溫淬火等工藝處理措施亦不能滿足要求，模具的早期失效十分嚴(yán)重，已被優(yōu)質(zhì)模具鋼4Cr5MoSiV1(H13鋼)所取代。與3Cr2W8V鋼相比，4Cr5MoSiV1鋼具有兩個突出特點(diǎn):一、有良好的高溫綜合性能和較高的熱疲勞抗力;二是含有較多的Cr、Mo元素，氮化處理時能生成豐富穩(wěn)定的氮化物并彌散分布。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明:用H13鋼和3Cr2W8V鋼制造同種模具，前者的使用壽命是后者的3~5倍。近年來，國內(nèi)也已經(jīng)開展相關(guān)研究，來開發(fā)更加適宜于熱壓力加工的模具用鋼材，包括傳統(tǒng)熔煉方式的鋼材以及粉末冶金方法制造的鋼材，有了實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品，但未能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。



2、  鋁型材擠壓模具熱處理工藝
延長 鋁型材擠壓模具的使用壽命，熱處理工藝極為重要，影響熱處理質(zhì)量的主要因素有加熱速度、淬火溫度、淬火冷卻速度和回火溫度及溫度均勻性等。結(jié)合各公司熱處理分析與實(shí)踐，下列工藝能滿足4Cr5MoSiV1鋼在高溫下的機(jī)械性能要求。
(1)預(yù)熱。溫度600 -630℃，保溫時間1.5-2h(視模具大小而定)，然后升溫到830~850℃，保溫1.5~2h，此工藝過程為淬火前的預(yù)處理，它能合理調(diào)整工件內(nèi)部的微觀缺陷，為淬火準(zhǔn)備必要的條件。
(2)淬火。在預(yù)處理的基礎(chǔ)上，把加熱溫度升高到1025±10℃，4Cr5 MoSiV1鋼對淬火溫度很敏感，且在高溫下的淬火性能優(yōu)良，所以應(yīng)對其實(shí)行高溫淬火。保溫2~2.5h出爐油淬，待工件溫度降到130℃左右從油中取出空冷。
(3)回火。淬火后工件內(nèi)部有較大的內(nèi)應(yīng)力，必須在1~2h內(nèi)對工件進(jìn)行回火，以消除淬火時產(chǎn)生的應(yīng)力。為了避免工件開裂，回火前也應(yīng)加熱均勻，具體方法為:工件加熱到380~400℃保溫1h，再緩慢升溫到580~600℃進(jìn)行一次回火，保溫時間為2h，然后出爐空冷至常溫后進(jìn)行二次回火，回火溫度為560~580'C，保溫時間為2h，隨后出爐空冷。

3、 鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)方案的影響
    鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)的合理與否是延長其使用壽命的重要環(huán)節(jié)。擠壓鋁型材一般是形狀復(fù)雜壁厚不均勻等，模具設(shè)計(jì)既要考慮?？孜恢玫呐帕校忠Y(jié)合具體情況考慮出料、調(diào)直、整形、修模的方便。模具模孔工作帶根據(jù)型材壁厚、離中心位遠(yuǎn)近、懸壁長短、分流橋位置等設(shè)計(jì)不等長的工作帶來改善金屬的流動性。下面就模具設(shè)計(jì)中存在的一般問題簡略分析:
(1)對于壁厚不等的型材應(yīng)采用不等長工作帶的方法設(shè)計(jì)，保證金屬流動的均勻性。
(2)適當(dāng)調(diào)整模具加工的過渡圓角的半徑，以免出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。
(3)?？壮叽绲拇_定應(yīng)綜合考慮型材性質(zhì)和模具材料的收縮率。對于6063鋁合金和常用H13模具鋼，設(shè)計(jì)時模孔的收縮率應(yīng)取1.01%左右。對不同壁厚及尺寸可以根據(jù)壓力平衡適當(dāng)調(diào)整收縮率設(shè)計(jì)。
(4)根據(jù)擠壓系數(shù)和型材截面的外形等確定模孔數(shù)目。?？讛?shù)目直接影響到擠壓系數(shù)的大小，擠壓比過大會使擠壓力超過正常值而損壞模具，過小則會使擠壓制品的機(jī)械性能下降，一般擠壓系數(shù)宜在10-120。
(5)合理布置?？孜恢?。在設(shè)計(jì)時，進(jìn)料口或?？讘?yīng)小于鋁棒直徑5mm以上，模具規(guī)格及鋁棒直徑越大，余量也需適當(dāng)增大。否則導(dǎo)致死區(qū)金屬參與流動而影響制品表面質(zhì)量。

4、  鋁型材擠壓模具使用方面的影響
要延長鋁型材擠壓模具壽命，科學(xué)地使用模具也是不容忽視的一個方面。由于模具的工作環(huán)境極為惡劣(高溫高壓)，生產(chǎn)中要采取一定的措施來確保它的組織性能。
以下列出了要注意的3個重要方面:
(1)采用適宜的擠壓速度。在擠壓過程中，當(dāng)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(xiàn)象，如果此時金屬變形產(chǎn)生的余熱不能及時帶走，模具就可能因局部過熱而失效，當(dāng)擠壓速度較適宜時，就避免了上述不良后果的發(fā)生。
(2)采用低-高-低的使用強(qiáng)度。模具剛進(jìn)入服役期時，組織性能還處在浮動階段，此期間應(yīng)采用低強(qiáng)度的作業(yè)方案，以使模具向平穩(wěn)期過渡。模具使用中期，可適當(dāng)提高使用強(qiáng)度，因?yàn)榇藭r模具的綜合性能處在最佳狀態(tài)。到模具使用的后期，其內(nèi)部組織已部分惡化，熱疲勞強(qiáng)度也較低，此時應(yīng)適當(dāng)降低模具的使用強(qiáng)度，以免使用中出現(xiàn)模具變形、裂紋等缺陷。

(3)使用期間應(yīng)對  鋁型材擠壓模具進(jìn)行反復(fù)滲氮處理。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，但表面滲氮并不是一次性就能完成的，擠壓到一定的產(chǎn)量就要氮化處理，做好保養(yǎng)，否則模具極易裂橋或其它方面原因報(bào)廢，在模具服役期間應(yīng)對之進(jìn)行3-4次反復(fù)滲氮處理，一般要使?jié)B氮層厚度達(dá)到0.15-0.20mm間。

總之，  鋁型材擠壓模具的使用壽命是一個綜合性的技術(shù)問題，以上介紹的4個方面只是其中的部分，在模具的加工制造中選擇最佳工藝和模具使用后及時修模和保養(yǎng)等，對延長模具壽命也很重要。希望以上簡要分析能起到拋磚引玉的作用，具體的細(xì)節(jié)工作需各工序人員不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在提高模具壽命方面不斷下功夫，以降低生產(chǎn)成本。