鋁合金擠壓非對稱多孔模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁合金擠壓非對稱多孔模具，包括上模、下模和模墊，所述的上模、下模和模墊依次通過螺栓裝配而成，所述的模墊設(shè)有與?？紫鄬?yīng)的出料孔，其特征在于，所述的上模設(shè)有分流橋和分流孔，分流橋的一端設(shè)有模芯并伸入到下模中，分流孔分布在分流橋的兩側(cè)，所述的下模從進料端到出料端依次設(shè)有焊合室、?？?、一級空刀和二級空刀，焊合室設(shè)置在分流孔的下部，?？椎膬?nèi)壁為工作帶。本發(fā)明的鋁合金擠壓非對稱多孔模具生產(chǎn)的鋁合金型材壁厚均勻、型材流速均勻、綜合成品率達到85%以上，模具在生產(chǎn)時的穩(wěn)定性能好等特點。
【專利說明】鋁合金擠壓非對稱多孔模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金擠壓模具加工領(lǐng)域，具體地說是一種鋁合金擠壓非對稱多孔模具。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金有較好的擠壓成形性，比重輕、強度好、耐腐蝕，良好經(jīng)濟性、環(huán)保性和可回收性等優(yōu)點，廣泛用于工業(yè)、電子、建筑等領(lǐng)域，現(xiàn)階段鋁合金型材的加工，大多是通過熱擠壓模具來完成。
[0003]用模具加工成型具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、節(jié)約材料和成本低等一系列優(yōu)點。熱作模具鋼是一類重要的模具材料，由于熱作模具是在高溫下長時間工作的，隨著服役時間的延長其組織將發(fā)生變化，性能也會相應(yīng)地發(fā)生改變，因此，這就要求熱作模具鋼具有良好的強韌性、冷熱疲勞性能及高溫?zé)岱€(wěn)定性等。
[0004]4Cr5MoSiVl (即H13鋼)是目前最常用的熱擠壓模具，其具有十分優(yōu)異的淬透性，以及韌性好、耐磨性高、抗熱疲勞好等特點，在熱作模具鋼中，H13鋼的綜合性能表現(xiàn)十分突出，因此，它迅速被生產(chǎn)廠家所接受并成為主流熱作模具鋼。
[0005]但是，由于H13模具鋼化學(xué)成分含有較高的Mo、Cr和V元素及一定量的C元素，屬于過共析鋼，成材后的組織中存在大量的大塊液析碳化物，使得模具的韌性和局部硬度不足，在多孔模擠壓過程中，容易出現(xiàn)開裂失效。
[0006]傳統(tǒng)的鋁合金擠壓模具多為單孔模具，單孔模具擠壓能耗高、產(chǎn)效低。而多孔模擠壓則是在原來“一模一孔”生產(chǎn)方式基礎(chǔ)上，實現(xiàn)“一模二孔”、“一模多孔”式生產(chǎn)。使用多孔模生產(chǎn)鋁型材，可以較大程度地提高產(chǎn)能、優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、提高人均生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約工業(yè)用地，因此備受鋁合金擠壓生產(chǎn)企業(yè)青睞。
[0007]目前多孔模一般設(shè)計為對稱多孔模具，S卩“一模二孔”、“一模四孔”、“一模八孔”等?？讛?shù)量為偶數(shù)的多孔模。但是，由于鋁合金型材截面大小與擠壓機噸位大小匹配等原因，導(dǎo)致有些多孔模只能設(shè)計為非對稱多孔模。而目前很多廠家設(shè)計的非對稱多孔模生產(chǎn)的鋁型材存在型材壁厚不均勻、流速的快慢相差大、廢品率高等缺陷。
[0008]因此，增強非對稱多孔模具在鋁合金擠壓生產(chǎn)中的穩(wěn)定性、提高多孔模生產(chǎn)的成品率一直是行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員在研究的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穩(wěn)定性能好、使用壽命長、成品率高的鋁合金擠壓非對稱多孔模具。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的鋁合金擠壓非對稱多孔模具，包括上模、下模和模墊，所述的上模、下模和模墊依次通過螺栓裝配而成，所述的模墊設(shè)有與?？紫鄬?yīng)的出料孔，其特征在于，所述的上模設(shè)有分流橋和分流孔，分流橋的一端設(shè)有模芯并伸入到下模中，分流孔分布在分流橋的兩側(cè)，所述的下模從進料端到出料端依次設(shè)有焊合室、?？?、一級空刀和二級空刀，焊合室設(shè)置在分流孔的下部，?？椎膬?nèi)壁為工作帶。
以上所述的?？诪閷ΨQ?？缀头菍ΨQ?？祝龅膶ΨQ?？自O(shè)在下模的兩端并左右對稱，非對稱模孔設(shè)在下模的上端，設(shè)于非對稱?？椎墓ぷ鲙чL度大于設(shè)于對稱模孔的工作帶長度。
[0011]以上所述的非對稱?？椎墓ぷ鲙П葘ΨQ?？椎墓ぷ鲙чL1.2-2.7mm。
[0012]以上所述模孔的數(shù)量為3、5或7個。
[0013]以上所述的上模(7)、下模(5)和模墊(4)采用牌號KDAl的鍛造模具材料，其化學(xué)成分的重量百分含量為:c:0.30-0.40，Cr:4.60-5.40，Mo:1.10-1.75，W:0.50-1.10，V:0.30-0.60, Ni:0.30-0.80, Cu:0.10-0.50, Si ≤ 0.40,Mn ≤0.40，P+S ≤0.030 ;其余為 Fe。
[0014]以上所述的模具加工完畢以后在氮氣和二硫化碳、無水酒精混合蒸汽中進行離子硫氮碳共滲處理，其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量為10-15、無水酒精重量百分含量為5-10，其余為氮氣，溫度為500-600°C，時間為10-15小時，然后用螺栓裝配成鋁合金擠壓非對稱多孔模具。
[0015]本發(fā)明突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步是:
1、本發(fā)明的鋁合金擠壓非對稱多孔模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，生產(chǎn)的鋁合金型材壁厚均勻、型材流速均勻、綜合成品率達到85%以上，而且本非對稱多孔模具還具有良好的綜合性能，可以抵抗塑性變形，磨損和裂紋的發(fā)生，模具使用壽命長，模具在生產(chǎn)時的穩(wěn)定性能好，保證了多孔模具能適用于較寬溫度范圍的擠壓工藝。
[0016]2、鋁合金擠壓非對稱多孔模具采用牌號KDAl的鍛造模具材料，有優(yōu)良的韌性和耐熱軟化性；同時，含有較多的碳化物形成元素鉻、鎢、釩，相變溫度提高，使模具鋼有較高的高溫強度、硬度和優(yōu)良的耐熱疲勞性；特別是在氮氣和二硫化碳、無水酒精混合蒸汽中進行離子硫氮碳共滲處理后，可顯著提高材料表面的硬度，使其具有高的耐磨性和疲勞強度等，比滲純氮處理的模具，模具使用壽命提高I倍。
[0017]【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的主結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是圖1中A-A線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是圖2中B處的局部放大圖。
[0021]圖4是上模7的結(jié)構(gòu)示意簡圖。
[0022]圖5是圖4中C-C線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6是下模5的結(jié)構(gòu)示意簡圖。
[0024]圖7是圖6中E-E線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖8是5孔模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖9是7孔模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中零部件名稱及序號:
分流孔1、螺栓2、出料孔3、模墊4、下模5、模芯6、上模7、分流橋8、二級空刀9、一級空刀10、工作帶11、模孔12、對稱?？?2.1、非對稱模孔12.2、焊合室13。
【具體實施方式】[0028]以下結(jié)合附圖及實施例描述本發(fā)明的鋁合金擠壓非對稱多孔模具實施結(jié)構(gòu)。
[0029]實施例1
參看如圖1~7所示，本發(fā)明包括分流孔1、螺栓2、出料孔3、模墊4、下模5、模芯6、上模7、分流橋8、二級空刀9、一級空刀10、工作帶11、?？?2、對稱?？?2.1、非對稱?？?2.2和焊合室13，所述的上模7、下模5和模墊4依次通過螺栓2裝配而成，模墊4設(shè)有與?？紫鄬?yīng)的出料孔3，所述的上模7設(shè)有分流橋8和分流孔1，分流橋8的一端設(shè)有模芯6并伸入到下模7中，分流孔I分布在分流橋8的兩側(cè)，所述的下模5從進料端到出料端依次設(shè)有焊合室13、?？?2、一級空刀10和二級空刀9，焊合室13設(shè)置在分流孔I的下部，?？?2的內(nèi)壁為工作帶11，對稱模孔12.1設(shè)在下模5的兩端并左右對稱，非對稱模孔12.2設(shè)在下模5的上端，非對稱?？?2.2的工作帶11比對稱模孔12.1的工作帶11長1.2mm,所述?？椎臄?shù)量為3個。
[0030]以上所述的上模(7)、下模(5)和模墊(4)采用牌號KDAl的鍛造模具材料，其化學(xué)成分的重量百分含量為:c:0.30-0.35，Cr:4.60-4.80，Mo:1.10-1.25，W:0.50-0.70，V:0.30-0.40, Ni:0.30-0.50, Cu:0.10-0.30, Si ≤ 0.40,Mn ^ 0.40，P+S ≤ 0.030 ;其余為 Fe。
[0031]以上所述的模具加工完畢以后在氮氣和二硫化碳、無水酒精混合蒸汽中進行離子硫氮碳共滲處理，其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量為10-12、無水酒精重量百分含量為5-7，其余為氮氣，溫度為500-540°C，時間為10-12小時，然后用螺栓裝配成鋁合金擠壓非對稱多孔模具。
[0032]實施例2
參看如圖2~8所示，本發(fā)明包括分流孔1、螺栓2、出料孔3、模墊4、下模5、模芯6、上模7、分流橋8、二級空刀9、一級空刀10、工作帶11、模孔12、對稱?？?2.1、非對稱模孔12.2和焊合室13，所述的上模7、下模5和模墊4依次通過螺栓2裝配而成，模墊4設(shè)有與?？紫鄬?yīng)的出料孔3，所述的上模7設(shè)有分流橋8和分流孔1，分流橋8的一端設(shè)有模芯6并伸入到下模7中，分流孔I分布在分流橋8的兩側(cè)，所述的下模5從進料端到出料端依次設(shè)有焊合室13、模孔12、一級空刀10和二級空刀9，焊合室13設(shè)置在分流孔I的下部，?？?2的內(nèi)壁為工作帶11，對稱?？?2.1設(shè)在下模5的兩端并左右對稱，非對稱?？?2.2設(shè)在下模5的上端，非對稱?？?2.2的工作帶11比對稱?？?2.1的工作帶11長2.0mm,所述模孔的數(shù)量為5個。
[0033]以上所述的上模(7)、下模(5)和模墊(4)采用牌號KDAl的鍛造模具材料，其化學(xué)成分的重量百分含量為:c:0.32-0.38，Cr:4.80-5.20，Mo:1.20-1.55，W:0.60-0.80，V:0.35-0.50, Ni:0.40-0.60, Cu:0.20-0.40, Si ( 0.40,Mn ( 0.40，P+S ( 0.030 ;其余為 Fe。
[0034]以上所述的模具加工完畢以后在氮氣和二硫化碳、無水酒精混合蒸汽中進行離子硫氮碳共滲處理，其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量為12-14、無水酒精重量百分含量為6-8，其余為氮氣，溫度為540-580°C，時間為12-14小時，然后用螺栓裝配成鋁合金擠壓非對稱多孔模具。
[0035]實施例3
參看如圖2~7、9所示，本發(fā)明包括分流孔1、螺栓2、出料孔3、模墊4、下模5、模芯6、上模7、分流橋8、二級空刀9、一級空刀10、工作帶11、?？?2、對稱模孔12.1、非對稱?？?2.2和焊合室13，所述的上模7、下模5和模墊4依次通過螺栓2裝配而成，所述的模墊4設(shè)有與?？紫鄬?yīng)的出料孔3，所述的上模7設(shè)有分流橋8和分流孔1，分流橋8的一端設(shè)有模芯6并伸入到下模7中，分流孔I分布在分流橋8的兩側(cè)，所述的下模5從進料端到出料端依次設(shè)有焊合室13、模孔12、一級空刀10和二級空刀9，焊合室13設(shè)置在分流孔I的下部，模孔12的內(nèi)壁為工作帶11，對稱?？?2.1設(shè)在下模5的兩端并左右對稱，非對稱?？?2.2設(shè)在下模5的上端，非對稱模孔12.2的工作帶11比對稱?？?2.1的工作帶11長
2.7mm,所述模孔的數(shù)量為7個。
[0036]以上所述的上模(7)、下模(5)和模墊(4)采用牌號KDAl的鍛造模具材料，其化學(xué)成分的重量百分含量為:c:0.35-0.40，Cr:5.0-5.40，Mo:1.50-1.55，W:0.70-1.10，V:
0.40-0.60, Ni:0.50-0.80, Cu:0.30-0.50, Si ( 0.40,Mn ( 0.40，P+S ( 0.030 ;其余為 Fe。
[0037]以上所述的模具加工完畢以后在氮氣和二硫化碳、無水酒精混合蒸汽中進行離子硫氮碳共滲處理，其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量為13-15、無水酒精重量百分含量為8-10，其余為氮氣，溫度為580-600°C，時間為13-15小時，然后用螺栓裝配成鋁合金擠壓非對稱多孔模具。
[0038]本發(fā)明的非對稱多孔模和常規(guī)多孔模對比表(以2800噸擠壓機例)
【權(quán)利要求】
1.一種招合金擠壓非對稱多孔模具，包括上模(7)、下模(5)和模墊(4),所述的上模(7 )、下模(5 )和模墊(4 )依次通過螺栓(2 )裝配而成，所述的模墊(4 )設(shè)有與?？紫鄬?yīng)的出料孔(3)，其特征在于，所述的上模(7)設(shè)有分流橋(8)和分流孔(1)，分流橋(8)的一端設(shè)有模芯(6)并伸入到下模(7)中，分流孔(I)分布在分流橋(8)的兩側(cè)，所述的下模(5)從進料端到出料端依次設(shè)有焊合室(13)、?？?12)、一級空刀(10)和二級空刀(9)，焊合室(13)設(shè)置在分流孔(I)的下部，?？?12)的內(nèi)壁為工作帶(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金擠壓非對稱多孔模具，其特征在于，所述的?？?12)為對稱?？?12.1)和非對稱模孔(12.2)，所述的對稱?？?12.1)設(shè)在下模(5)的兩端并左右對稱，非對稱?？?12.2)設(shè)在下模(5)的上端，設(shè)于非對稱?？?12.2)的工作帶(11)長度大于設(shè)于對稱模孔(12.1)的工作帶(11)長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金擠壓非對稱多孔模具，其特征在于，所述的非對稱?？?12.2)的工作帶(11)比對稱?？?12.1)的工作帶(11)長1.2-2.7mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金擠壓非對稱多孔模具，其特征在于，所述?？?12)的數(shù)量為3、5或7個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金擠壓非對稱多孔模具，其特征在于，所述的上模(7)、下模(5)和模墊(4)采用牌號KDAl的鍛造模具材料，其化學(xué)成分的重量百分含量為:C:0.30-0.40，Cr:4.60-5.40，Mo:1.10-1.75，W:0.50-1.10，V:0.30-0.60，N1:0.30-0.80，Cu:0.10-0.50，Si ( 0.40，Mn ( 0.40，P+S ( 0.030 ;其余為 Fe。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金擠壓非對稱多孔模具，其特征在于，所述的模具加工完畢以后在氮氣和二硫化碳、無水酒精混合蒸汽中進行離子硫氮碳共滲處理，其中混合蒸汽中二硫化碳重量百分含量為10-15、無水酒精重量百分含量為5-10，其余為氮氣，溫度為500-600°C，時間為 10-15 小時。
【文檔編號】C22C38/46GK103801578SQ201410036059
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】朱建成, 劉羽飛, 陳資平, 陳榮立 申請人:南南鋁業(yè)股份有限公司