铝型材挤压加工工艺模具的制造要求有哪些?
铝型材挤压加工工艺模具的制造要求
1、由于铝合金挤压加工模具的工作条件十分恶劣,在挤压过程中需要经受高温、高压、高摩擦的作用,因此,要求使用高强耐热合金钢,而这些钢材的熔炼、铸造、锻造、热处理、电加工、机械加工和表面处理等工艺过程都非常复杂,这给模具加工带来了一系列的困难。
2、为了提高铝型材挤压加工模具的使用寿命和保证产品的表面品质,要求模腔工作带的粗糙度达到0.8-0.4μm,模子平面的粗糙度达到1.6μm以下,因此,在制模时需要采取特殊的抛光工艺和抛光设备。
3、由于挤压产品向高、精、尖方向发展,有的型材和管材的壁厚要求降到0.5mm左右,其挤压铝制品公差要求达到±0.05mm,为了挤压这种超高精度的产品,要求模具的制造精度达到0.01mm,采用传统的工艺是根本无法制造出来的,因此,要求更新工艺和采用新型专用设备。例如:数控车床,数控加工中心以及慢走丝加工等先进高精密度加工设备。
4、铝型材断面十分复杂,特别是超高精度的薄壁空心铝型材和多孔空心壁板铝型材,要求采用特殊的挤压模具结构,往往在一块模子上同时开设有多个异形孔腔,各截面的厚度变化急剧,相关尺寸复杂,圆弧拐角很多,这给模具的加工和热处理带来了很多麻烦。
5、铝型材挤压加工产品的品种繁多,批量小,换模次数频繁,要求模具的适应性强,因此,要求提高制模的生产效率,尽量缩短制模周期,能很快变更制模程序,能准确无误地按图纸加工出合格的模具,把修模的工作量减少到*低程度。
6、由于铝型材挤压加工产品应用范围日趋广泛,规格范围十分宽广,因此,有轻至数千克的、外形尺寸为100mm×25mm的小模子,也有重达2000kg以上的、外形尺寸为1800mm×450mm的大模子。有轻至几千克的、外形尺寸为65mmx800mm的小型挤压轴,也有重达100t以上、外形尺寸为2500mmx2600mm的大型挤压筒。模具的规格和品质上的巨大差异,要求采用完全不同的制造方法和程序,采用完全不同的加工设备。
7、挤压工模具的种类繁多,结构复杂,装配精度要求很高,除了要求采取特殊的加工方法和采用特殊的设备以外,尚需采用特殊的工装卡具和刀具以及特殊的热处理方法。
8、为了提高模具的品质和使用寿命,除了选择合理的材料和进行优化设计以外,尚需采用*佳的热处理工艺和表面强化处理工艺,以获得适中的模具硬度和高表面品质,这对于形状特别复杂的难挤压制品和特殊结构的模具来说显得特别重要。
铝合金挤压模具要多少钱主要看模具的截面面积来算,如果想要精准一点的报价,则要从以下几个方面去考虑:
铝挤模具
一、根据截面的大小来分,截面越大,所要的模具成本就越高。举个例子,一个60mm宽度30mm高度的铝型材,对应的模具规格在148*100左右,那么开模价格大致在1500~1800左右。
二、要根据产品的结构来判定,像有些圆管、方管、铝外壳等中间镂空的铝材产品结构,需要开分流模具,这种模具要2个组模完成,相对于有些散热片、U形槽之类的平模来说要贵上几百元。
三、要根据产品的重量来计算,产品米重大,相应的对模具的承压力要求更高,模具的厚度与外径也要更大,成本也就更高了。
铝外壳
总之,要开挤压模具,一定要找有这种开模具实力的,有很多打着厂家的中间商会多少赚你的模具差价,想开挤压模可以找正规厂家。
(2)铝型材挤压工模具上机前加热温度规定:挤压筒:400~450℃,挤压垫:350℃ ,模垫:350~400℃,平模:450~470℃,分流模:460~480℃,保温时间按模具厚度计算(l.5~2 分钟/mm);
(3)铝型材挤压工模具在炉内加热时间不允许超过10 小时,时间过长,模孔工作带容易腐蚀或变形;
(4)在铝合金型材挤压开始阶段,需缓慢加压力,因为冲击力很可能引起堵模。如果发生堵模时,需立即停机,以防压烂模孔工作带;
(5)模子卸机后,待冷至150~180℃ 时再放人碱槽煮,因为模子在高温下碱煮,容易被热浪冲击开裂。并应采用先进的蚀洗方法,以回收节省碱液,缩短腐蚀时间和实现无污染清洗;
(6)铝型材挤压模具修模工在对分流模装配时,应用铜棒轻轻颠打,不允许用大铁锤猛击,避免用力过大,震烂模具;
(7)铝型材挤压模具氮化前需对模孔工作带仔细抛光至表面粗糙度Ra0.8~0.4μm;
(8)铝型材挤压模子氮化前要求清洗干净,不允许有油污带入炉内;氮化工艺要合理(依设备特性与模具材料而定),氮化后表面硬度为HV900~1200,氮化层过厚、过硬会引起氮化层剥落。一套模具一般允许氮化3~5 次;复杂的高倍齿散热器型材模不进行氮化工序;
(9)对老产品的新模子、棒模、圆管模可不经试模直接进行氮化处理;新产品及复杂型材模必须经试模合格后才能进行氮化处理;
(10)铝型材挤压新模试模合格后,最多挤压10 个铸锭就应卸机进行氮化处理,避免将工作带拉出沟槽;两次氮化之间不可过量生产,一般平模为60~100 个锭,分流模为40~80 个锭为宜,过多会将氮化层拉穿。
(11)使用后的铝型材挤压模子抛光后,涂油人库保管。
3Cr2W8V
牌号3Cr2W8V
化学成分%:
C0.30~0.40,
Si小于等于0.40,
Mn小于等于0.40,
Cr2.20~2.70,
W7.50~9.00,
V0.20~0.50,
p小于等于0.030,
S小于等于0.030;
用途:常用的压铸模具钢。碳含量较低,有较高韧性和良好的导热性;同时,含有较多的碳化物形成元素铬、钨、钒,相变温度提高,使钢有高的高温强度、硬度和良好的耐热疲劳性;淬透。适于制造高温、高应力,但不受冲击负荷的压铸铜、铝、镁合金用附模、型芯、浇口套、分流钉、高应力压腊、热剪切刀、热顶锻模、平锻机凸凹模、镶块等。
热处理:渗氮热处理
可显著提高材料表面的硬度,使其具有高的耐磨性、疲劳强度,抗蚀能力及抗烧伤性等,
1、铝型材的尺寸及偏差
铝型材的尺寸及偏差是由挤压模具、挤压设备和其他有关工艺因素决定的。
2、选择正确的铝挤压机吨位
选择挤压机吨位主要是根据挤压比来确定。如果挤压比低于10,铝型材产品机械性能低;如果挤压比过高,铝型材产品很容易出现表面粗糙以及角度偏差等缺陷。实心铝型材常推荐挤压比在30左右,空心铝型材则在45左右。
3、挤压模具外形确定
挤压模具的外形尺寸是指挤压模具的外圆直径和厚度。挤压模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和强度来确定。
4、挤压模具模孔尺寸的确定
对于壁厚差很大的铝型材,难成形的薄壁部分及边缘尖角区应适当加大尺寸;而对于宽厚比大的扁宽薄壁型材及壁板型材的模孔,桁条部分的尺寸可按一般型材设计,而腹板厚度的尺寸,除考虑公式所列的因素外,尚需考虑挤压模具的弹性变形与塑性变形及整体弯曲,距离挤压筒中心远近等因素。此外,挤压速度,有无牵引装置等对模孔尺寸也有一定的影响。
5、合理调整铝金属的流动速度
合理调整铝金属流动速度就是要尽量保证铝型材断面上每一个质点应以相同的速度流出模孔。挤压模具设计时尽量采用多孔对称排列,根据铝型材的形状,各部分壁厚的差异和比周长的不同及距离挤压筒中心的远近,来设计不等长的定径带。一般来说,铝型材某处的壁厚越薄,周长越大,形状越复杂,离挤压筒中心越远,则此处的定径带应越短。如果当用定径带仍难于控制铝金属流速时,对于铝型材断面形状特别复杂,壁厚很薄,离中心很远的部分可采用促流角或导料锥来加速铝金属流动。而对于那些壁厚大得多的部分或离挤压筒中心很近的地方,就应采用阻碍角进行补充阻碍,以减缓此处的流速。此外,还可以采用工艺平衡孔,工艺余量或者采用前室模、导流模、改变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节铝金属的流速。
6、挤压模具强度校核
由于铝型材挤压时模具的工作条件很恶劣,所以模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题。除了合理布置模孔的位置,选择合适的模具材料,设计合理的模具结构和外形之外,精确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的。目前计算挤压力的公式很多,但经过修正的别尔林公式仍有工程价值。挤压力的上限解法,也有较好的适用价值,用经验系数法计算挤压力比较简便。至于模具强度的校核,应根据产品的类型、模具结构等分别进行。一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度。舌型模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和抗压强度,舌头和针尖部分还需要考虑抗拉强度等。强度校核时的一个重要的基础问题是选择合适的强度理论公式和比较精确的许用应力。近年来,对于特别复杂的模具可用有限元法来分析其受力情况与校核强度。
7、合理的工作带尺寸
确定分流组合模的工作带要比确定半模工作带复杂得多,不仅要考虑到型材壁厚差,距中心的远近,面且必须考虑到模孔被分流桥遮蔽的情况。处于分流桥底下的模孔,由于金属流进困难,工作带必须考虑减薄些。在确定工作带时,首先要找出在分流桥下型材壁厚最薄处即金属流动阻力最大的地方,此处的最小工作带定为壁厚的两倍,壁厚较厚或金属容易达到的地方,工作带要适当考虑加厚,一般按一定的比例关系,再加上易流动的修正值。
8、模孔空刀结构及尺寸
模孔空刀就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。当铝型材壁厚≥2mm时,可采用比较容易加工的直空刀结构;当t1t2mm时,可选择在有悬臂处加工斜空刀。
气体软氮化的主要工艺参数为氮化温度,氮化时间,以及氮化气氛。
气体软氮化温度常用560-570℃,因该温度下氮化层硬度最高。氮化时间通常为3-4小时,因为化合物层的硬度在共渗2-3小时达到最高,而随时间的延长,氮化层深度增加缓慢。氮化气氛由氨气分解率和含碳渗剂的滴量速度所决定。
氮化的原理:
气体软氮化,即气体氮碳共渗,是指以气体渗氮为主,渗碳为辅的的低温氮碳共渗。常用介质有50%氨气+50%吸热式气体(Nitemper法);35%-50%氨气+50-60%放热式气体(Nitroc法)和通氨气时滴注乙醇或甲酰胺等数种。在软氮化时,由于碳原子在ε相中的溶解度高,软氮化的表层是碳、氮共同的化合物,这种化合物韧性好且耐磨。
在气体软氮化过程中,由于碳原子的溶解度极低,所以很快达到饱和状态,析出许多超显微的渗碳体质点。这些渗碳体质点,作为氮化物结晶的核心,促使氮化物的形成。而当表层氮浓度达到一定时便形成ε相,而ε相的碳溶解能力很高,反过来又能加速碳的溶解。
气体软氮化后,其组织由ε相,γ′相和含氮的渗碳体Fe3(C,N)所组成,碳会降低氮的扩散速度,所以热应力和组织应力较硬氮化大,渗层更薄。但同时,由于软氮化层不存在ξ相,故氮化层韧性比硬氮化后更佳