工業(yè)鋁型材生產(chǎn)加工廠家

鋁型材擠壓過程中，擠壓工、模具的工作條件是十分繁重的；隨著擠壓產(chǎn)品品種的增加和規(guī)格大型化、形狀復雜化、尺寸精密化、材料高強化以及大型的高比壓擠壓筒和新的擠壓方案的不斷出現(xiàn)，擠壓工模具的工作條件變得更為惡劣了，對它們的要求也越來越高了；下面概括地分析一下鋁型材擠壓工模具的使用條件及其損壞原因：

（1）承受長時間高溫作用；鋁型材的熱擠壓是在高溫下進行的，擠壓前的鑄錠加熱溫度，鎂合金為350~450℃，鋁合金為400~450℃，加上在擠壓過程中由于摩擦生熱與變形功熱效應產(chǎn)生的溫升，更提高了鋁型材的變形溫度；直接與高溫鑄錠接觸并參與變形的擠壓工具（擠壓筒、擠壓墊片、針后端、沖針等）和模具（模子、模墊、針尖、舌模套、模支承等）的表面溫度有時局部可高達550℃以上；承受高溫作用的時間一般為幾分鐘到幾十分鐘，對于擠壓速度慢的難變形鋁型材來說，有時長達數(shù)小時以上；長時間的高溫作用，大大地惡化了型材與工具之間的摩擦條件，降低了工模具材料的強度，以至于產(chǎn)生塑性變形，加速其破損；

（2）承受長時間高壓作用；為了實現(xiàn)擠壓變形，型材和工具都需要承受很高的壓力；生產(chǎn)實踐表明，使鋁型材產(chǎn)生塑性變形所需的單位壓力與合金品種有很大的關(guān)系；下表列出了輕合金擠壓成型時所需的最小比壓；為了獲得不同的比壓以滿足不同合金和品種變形的要求，設計和制造了具有不同比壓的擠壓機和擠壓筒；

可見，工模具在擠壓時需要承受很高的單位壓力，加上高溫和長時間的作用，有時甚至會超過模具材料的許用應力而損壞，特別是近年來隨著擠壓技術(shù)的發(fā)展，擠壓工藝不斷強化，出現(xiàn)了很多新的工藝方法，如等溫擠壓、靜液擠壓、高速冷擠壓、連續(xù)擠壓等，這些工藝方法要求工模具具有更好的性能；

（3）承受激冷熱作用；計算和生產(chǎn)實踐表明，穿孔針、模子和擠壓墊片等工具，工作時間和非工作時間的溫差，擠壓鋁型材時可達200~300℃以上，而在水冷模擠壓、穿孔擠壓時，工模具中的溫度梯度更大，變化更激烈，加之，工模具材料的傳熱能力較低，很可能在工模具中產(chǎn)生大的熱應力，使其工作條件更為惡化；在激冷激熱作用下，工模具極易產(chǎn)生微裂或熱疲勞裂紋；

（4）承受反復循環(huán)應力作用；擠壓過程本身就是一個周期性的間歇式操作過程；在工作時間，工模具要承受很高的壓力，而在非工作時間里則突然卸載，應力下降到零，而且，有的工具（如穿孔系統(tǒng)的工具）在擠壓過程中有時受壓，有時受拉，因此，工模具部件中的應力狀態(tài)是極其復雜和極不穩(wěn)定的；在這種反復循環(huán)，拉壓交變的應力作用下，工模具極易產(chǎn)生疲勞破壞；

（5）承受偏心載荷和沖擊載荷作用；在穿孔和擠壓時，特別在擠壓復雜斷面型材、空心型材、大直徑小內(nèi)孔的厚壁管材時，工模具內(nèi)會產(chǎn)生很大的附加應力，或引起很高的應力集中；在細長件、薄壁空心件中，還會受到偏心載荷、沖擊載荷、扭曲和橫向彎曲應力的作用；主應力和這些附加應力迭加，會形成很高的工作應力；在這種復合應力的作用下，工模具最易喪失其穩(wěn)定性、產(chǎn)生彎曲、扭斷或折斷；

（6）承受高溫高壓下的高摩擦作用；鋁型材在擠壓時的主要特點之一是極易與工模具表面產(chǎn)生“粘結(jié)”作用，即在高溫高壓作用下，合金中的V、Fe、Si等溶質(zhì)原子滲透到工模具表面層而產(chǎn)生焊合作用，在與高溫金屬直接接觸的擠壓筒內(nèi)套、穿孔針和模子等的表面粘附一層金屬；在高溫高壓作用下，這些粘附的金屬層不斷形成，又不斷被破壞，經(jīng)多次反復磨損，而引起工模具失效；

（7）承受局部應力集中的作用；由于鋁型材形狀比較復雜，相應的模具和工具的形狀和結(jié)構(gòu)也比較復雜，因而在高溫高壓下容易產(chǎn)生局部的應力集中，從而引起局部變形或局部壓塌；這種局部変形經(jīng)局部修理后，削弱了工具的強度，使之工作條件更為惡劣，因而更易損壞；

通過以上分析可知，在穿孔或擠壓時，工模具的工作條件是十分惡劣的，引起變形和損壞的因素也是錯綜復雜的；因此，在設計時應盡可能考慮各種不利因素的影響，選擇合理的結(jié)構(gòu)，進行可靠的強度校核，規(guī)定合理的加工工藝和熱處理工藝選擇合適的材料；