本篇文章給大家談?wù)勪X型材擠壓模具，以及鋁型材擠壓模具結(jié)構(gòu)圖解對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

鋁型材擠壓模具的氮化工藝流程是怎樣的?

氮化的工藝：

氣體軟氮化的主要工藝參數(shù)為氮化溫度，氮化時(shí)間，以及氮化氣氛。

氣體軟氮化溫度常用560-570℃，因該溫度下氮化層硬度最高。氮化時(shí)間通常為3-4小時(shí)，因?yàn)榛衔飳拥挠捕仍诠矟B2-3小時(shí)達(dá)到最高，而隨時(shí)間的延長(zhǎng)，氮化層深度增加緩慢。氮化氣氛由氨氣分解率和含碳滲劑的滴量速度所決定。

氮化的原理：

氣體軟氮化，即氣體氮碳共滲，是指以氣體滲氮為主，滲碳為輔的的低溫氮碳共滲。常用介質(zhì)有50%氨氣+50%吸熱式氣體（Nitemper法）；35%-50%氨氣+50-60%放熱式氣體（Nitroc法）和通氨氣時(shí)滴注乙醇或甲酰胺等數(shù)種。在軟氮化時(shí)，由于碳原子在相中的溶解度高，軟氮化的表層是碳、氮共同的化合物，這種化合物韌性好且耐磨。

在氣體軟氮化過程中，由于碳原子的溶解度極低，所以很快達(dá)到飽和狀態(tài)，析出許多超顯微的滲碳體質(zhì)點(diǎn)。這些滲碳體質(zhì)點(diǎn)，作為氮化物結(jié)晶的核心，促使氮化物的形成。而當(dāng)表層氮濃度達(dá)到一定時(shí)便形成相，而相的碳溶解能力很高，反過來(lái)又能加速碳的溶解。

氣體軟氮化后，其組織由相，′相和含氮的滲碳體Fe3（C，N）所組成，碳會(huì)降低氮的擴(kuò)散速度，所以熱應(yīng)力和組織應(yīng)力較硬氮化大，滲層更薄。但同時(shí)，由于軟氮化層不存在相，故氮化層韌性比硬氮化后更佳

擠壓模具在鋁型材擠壓生產(chǎn)中有什么重要性？

擠壓模具是鋁型材的核心與靈魂，就像設(shè)計(jì)一部汽車，到最后怎么成形都要通過模具鍛造出來(lái)，鋁型材也不例處，雖然工藝不同，但原理卻是一樣。

擠壓模具圖

鋁型材擠壓生產(chǎn)的過程就是靠擠壓模具通過擠壓機(jī)的物理作用力成型的，可以說(shuō)模具起到了關(guān)鍵作用，模具合格與否（公差、設(shè)計(jì)缺陷）基本上是決定了產(chǎn)品的初始質(zhì)量。

模具成品

模具的成本占整個(gè)擠壓鋁型材成本的三分之一以上，所以模具才是鋁擠型廠的重頭戲，有關(guān)更多鋁擠模具可以留言關(guān)注。

鋁擠產(chǎn)品

鋁材擠壓成型過程中模具為什么會(huì)失效磨損？

任何的機(jī)器只要有生產(chǎn)，就會(huì)有相應(yīng)的磨損，那么擠壓機(jī)中的模具也會(huì)有不同程度的磨損或失效，一般是由于在使用過程中的磨損，或者模具強(qiáng)度不夠而開裂造成。其中，有些磨損是可以提前預(yù)防并解決的，有效辦法就是是在使用過程中，要對(duì)積壓件和模具加強(qiáng)潤(rùn)滑，減小對(duì)模具的磨損，加強(qiáng)模具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以延長(zhǎng)模具的使用壽命。

鋁型材擠壓模具上機(jī)前后的注意事項(xiàng)有哪些？

(1)用的儀器儀表在線和離線檢測(cè)模子的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。檢測(cè)驗(yàn)收合格的模具進(jìn)行登記，人庫(kù)上架，使用時(shí)領(lǐng)出拋光模孔工作帶，并將導(dǎo)流模、型材模、模墊進(jìn)行組裝檢查，確認(rèn)無(wú)誤時(shí)發(fā)到機(jī)臺(tái)加熱；

(2)鋁型材擠壓工模具上機(jī)前加熱溫度規(guī)定：擠壓筒：400～450℃，擠壓墊：350℃ ，模墊：350～400℃，平模：450～470℃，分流模：460～480℃，保溫時(shí)間按模具厚度計(jì)算（l.5～2 分鐘/mm)；

(3)鋁型材擠壓工模具在爐內(nèi)加熱時(shí)間不允許超過10 小時(shí)，時(shí)間過長(zhǎng)，?？坠ぷ鲙菀赘g或變形；

(4)在鋁合金型材擠壓開始階段，需緩慢加壓力，因?yàn)闆_擊力很可能引起堵模。如果發(fā)生堵模時(shí)，需立即停機(jī)，以防壓爛?？坠ぷ鲙?；

(5)模子卸機(jī)后，待冷至150～180℃ 時(shí)再放人堿槽煮，因?yàn)槟Ｗ釉诟邷叵聣A煮，容易被熱浪沖擊開裂。并應(yīng)采用先進(jìn)的蝕洗方法，以回收節(jié)省堿液，縮短腐蝕時(shí)間和實(shí)現(xiàn)無(wú)污染清洗；

(6)鋁型材擠壓模具修模工在對(duì)分流模裝配時(shí)，應(yīng)用銅棒輕輕顛打，不允許用大鐵錘猛擊，避免用力過大，震爛模具；

(7)鋁型材擠壓模具氮化前需對(duì)?？坠ぷ鲙ё屑?xì)拋光至表面粗糙度Ra0.8～0.4m；

(8)鋁型材擠壓模子氮化前要求清洗干凈，不允許有油污帶入爐內(nèi)；氮化工藝要合理（依設(shè)備特性與模具材料而定），氮化后表面硬度為HV900～1200，氮化層過厚、過硬會(huì)引起氮化層剝落。一套模具一般允許氮化3～5 次；復(fù)雜的高倍齒散熱器型材模不進(jìn)行氮化工序；

(9)對(duì)老產(chǎn)品的新模子、棒模、圓管?？刹唤?jīng)試模直接進(jìn)行氮化處理；新產(chǎn)品及復(fù)雜型材模必須經(jīng)試模合格后才能進(jìn)行氮化處理；

(10)鋁型材擠壓新模試模合格后，最多擠壓10 個(gè)鑄錠就應(yīng)卸機(jī)進(jìn)行氮化處理，避免將工作帶拉出溝槽；兩次氮化之間不可過量生產(chǎn)，一般平模為60～100 個(gè)錠，分流模為40～80 個(gè)錠為宜，過多會(huì)將氮化層拉穿。

(11)使用后的鋁型材擠壓模子拋光后，涂油人庫(kù)保管。

鋁型材擠壓模具氮化后硬度變化

氮化次數(shù)對(duì)鋁合金擠壓模具的影響白云鵬;譚琳;唐荻;周龍;朱瑩瑩【摘 要】通過對(duì)一次、二次、三次氮化的H13模具鋼硬度比較、組織觀察、擠壓生產(chǎn)結(jié)果的對(duì)比,分析氮化次數(shù)對(duì)H13模具鋼性能與組織的影響.結(jié)果表明,三次氮化的模具硬度最高,氮化層厚度為78m,一次上機(jī)使用壽命最長(zhǎng).%The effects of nitriding times on extrusion die of aluminum alloy were analyzed by hardness testing,microstructure analysis and extrusion process.The results show that the three times of nitriding process of H13 die steel have the best hardness,and nitriding layer is 78 m.Service life of extrusion of the die is the longest.【期刊名稱】《鋁加工》【年(卷),期】2018(000)001【總頁(yè)數(shù)】5頁(yè)(P47-50,19)【關(guān)鍵詞】H13模具鋼;氮化處理;性能;擠壓【作 者】白云鵬;譚琳;唐荻;周龍;朱瑩瑩【作者單位】遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003【正文語(yǔ)種】中 文【中圖分類】TG3790 前言H13鋼是C-Cr-Mo-Si-V型鋼，是一種應(yīng)用極其廣泛的熱作模具鋼，本廠生產(chǎn)的擠壓模具多以H13模具鋼為原料[1]。擠壓鋁型材的很多表面問題均與模具有關(guān)，模具工作帶硬度和耐磨性不足會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品表面質(zhì)量，因此需要對(duì)模具進(jìn)行氮化處理以提高硬度和耐磨性。H13鋼中有較多的Cr、Mo等元素，氮化時(shí)能生成穩(wěn)定的氮化物并彌散分布，有利于提高H13鋼的硬度、耐磨性、耐蝕性、抗粘結(jié)性及抗熱疲勞性能[2～3]。因此恰當(dāng)?shù)牡に嚥粌H可以提高產(chǎn)品表面質(zhì)量還可以提高生產(chǎn)效率。

本實(shí)驗(yàn)主要探究氮化次數(shù)對(duì)模具的影響，從成分、硬度和金相組織三方面對(duì)不同氮化次數(shù)的模具鋼進(jìn)行全面分析，并將不同氮化次數(shù)的模具鋼進(jìn)行上機(jī)擠壓試驗(yàn)，綜合兩方面結(jié)果探究出最適合模具擠壓的氮化次數(shù)。1 實(shí)驗(yàn)材料與方法1.1 實(shí)驗(yàn)材料本試驗(yàn)以5個(gè)10mm10mm10mm退火狀態(tài)的H13模具鋼試塊及同批次H13模具鋼為原料加工的三套相同模具為研究對(duì)象，成分如表1所示。使用瑞士ARLMA-283直讀光譜儀、HVS-50維氏硬度計(jì)、蔡司AX10光學(xué)顯微鏡等設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。1.2 實(shí)驗(yàn)方法取其中1個(gè)模具鋼試塊進(jìn)行成分、維氏硬度、金相分析，其余4個(gè)試塊一同進(jìn)行淬火+回火處理，分別對(duì)熱處理后一次氮化、二次氮化、三次氮化后試樣進(jìn)行維氏硬度、金相觀察。淬火、回火工藝參數(shù)如圖1所示，氮化工藝如圖2所示。在氮化過程中每分鐘要滴60滴酒精，使氮化更充分，降溫過程中關(guān)閉酒精。同時(shí)將三套模具分別進(jìn)行一次氮化、二次氮化、三次氮化，氮化后進(jìn)行擠壓試驗(yàn)，分析模具單次使用壽命與擠壓產(chǎn)品表面質(zhì)量。圖1 淬火工藝與回火工藝示意圖圖2 氮化工藝示意圖表1 H13鋼成分檢測(cè)結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1 成分檢測(cè)表1為模具鋼成分檢測(cè)結(jié)果，其結(jié)果符合國(guó)標(biāo)要求，可以進(jìn)行正常使用。2.2 硬度測(cè)試表2為不同狀態(tài)下模具鋼硬度檢測(cè)結(jié)果。對(duì)比氮化與未氮化模具鋼的硬度，氮化后的硬度有大幅度提高，是因?yàn)榈髸?huì)在外表面形成一層硬度很大的氮化層，因此氮化后硬度大幅度提高。其中二次氮化、三次氮化硬度結(jié)果差異并不大，相比一次氮化提高約300HV。表2 H13鋼硬度檢測(cè)結(jié)果2.3 宏觀分析退火后的模具鋼主要為珠光體與粒狀滲碳體組織，滲碳體分布均勻且無(wú)網(wǎng)狀，退火組織比較理想?；鼗鸷蟮慕M織為回火馬氏體，保持淬火后馬氏體的片狀形態(tài)，隨著回火溫度的升高，馬氏體和殘余奧氏體發(fā)生分解，滲碳體在板條界面彌散、均勻分布。氮化后的基體多數(shù)為回火索氏體組織即鐵素體與滲碳體的復(fù)合組織，二次氮化后開始有向等軸狀鐵素體轉(zhuǎn)化的過渡組織出現(xiàn)，三次氮化后鐵素體以再結(jié)晶形式呈等軸狀分布，如圖3所示。

一次氮化后并沒有明顯的氮化層，只有一層很薄的硬而脆的白亮化合物層，厚度只有幾微米左右；二次氮化后滲氮層厚度有了明顯提高，滲氮層主要由兩部分組成，即表面的致密氮化層及次表面疏松的擴(kuò)散層，氮化層約為34m，擴(kuò)散層厚度約為45m；三次氮化后滲氮層結(jié)構(gòu)與二次氮化后滲氮層結(jié)構(gòu)相同，氮化層厚度約為42m，擴(kuò)散層厚度約為36m。通過計(jì)算可知，三次氮化后氮化層厚度（78m）與二次氮化（79m）相比厚度變化不大，但三次氮化的氮化層的致密度有所提高。圖3 模具鋼金相照片2.4 擠壓驗(yàn)證圖4為不同氮化次數(shù)模具擠壓后型材表面。從表面看，三套模具擠壓后表面均無(wú)明顯的拉毛、顆粒、氣泡、夾渣等缺陷，但表面機(jī)械紋和劃傷程度各有優(yōu)劣：一次氮化模具擠壓后型材機(jī)械紋與劃傷條紋較重；二次氮化模具擠壓后型材機(jī)械紋與劃傷條紋較輕；三次氮化模具擠壓后型材無(wú)明顯機(jī)械紋與劃傷條紋，表面較好。這說(shuō)明隨著氮化次數(shù)的增加，氮化層厚度增加，工作帶硬度增加，相對(duì)摩擦力減輕，因此擠壓制品機(jī)械紋與劃傷條紋會(huì)減輕，增加氮化次數(shù)有利于提高擠壓型材表面質(zhì)量。圖4 不同氮化次數(shù)模具擠壓型材表面通過不同氮化次數(shù)模具單次擠壓壽命結(jié)果可知（見表3），一到三次氮化模具擠壓制品數(shù)量分別為42支、58支和75支。隨著氮化次數(shù)增加，單次擠壓壽命延長(zhǎng)，說(shuō)明隨著氮化次數(shù)增加，氮化層厚度增加，工作帶硬度增加、耐磨性增加，耐擠壓性增強(qiáng)。表3 不同氮化次數(shù)模具單次擠壓壽命擠壓支數(shù)/支報(bào)廢原因42機(jī)械紋重58機(jī)械紋重75表面劃傷3 結(jié)論（1）退火狀態(tài)的模具鋼硬度為203HV，淬火+回火狀態(tài)的模具鋼硬度為527HV，一次氮化后硬度為962HV，二次氮化后硬度為1225HV，三次氮化后硬度為1270HV，氮化處理可大幅度提高模具硬度，且隨著氮化次數(shù)增加，硬度會(huì)不同程度增加。（2）從金相結(jié)果分析，退火后的模具鋼組織主要為珠光體與粒狀滲碳體組織，回火后的組織為回火馬氏體組織，氮化后的基體多數(shù)為回火索氏體組織。

（3）從滲氮層厚度分析，一次氮化后并沒有明顯的氮化層，只有幾微米左右，二次氮化后氮化層約為34m，擴(kuò)散層厚度約為45m，三次氮化后氮化層厚度約為42m，擴(kuò)散層厚度約為36m。（4）一次氮化模具擠壓后型材機(jī)械紋與劃傷條紋較重，二次氮化模具擠壓后型材機(jī)械紋與劃傷條紋較輕，三次氮化模具擠壓后型材無(wú)明顯機(jī)械紋與劃傷條紋，表面較好。參考文獻(xiàn)【相關(guān)文獻(xiàn)】[1] 肖亞慶，謝水生，劉靜安，等.鋁加工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005[2] 仇芝蓉.鋁型材擠壓模具分析[J].冶金叢刊，1998（5）：47-50[3] 郭志斌.鋁合金型材H13鋼擠壓模具氮化工藝優(yōu)選[J].模具技術(shù)，2010（1）：59-63

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氮化次數(shù)對(duì)鋁合金擠壓模具的影響

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氮化次數(shù)對(duì)鋁合金擠壓模具的影響

白云鵬;譚琳;唐荻;周龍;朱瑩瑩

【摘 要】通過對(duì)一次、二次、三次氮化的H13模具鋼硬度比較、組織觀察、擠壓生產(chǎn)結(jié)果的對(duì)比,分析氮化次數(shù)對(duì)H13模具鋼性能與組織的影響.結(jié)果表明,三次氮化的模具硬度最高,氮化層厚度為78m,一次上機(jī)使用壽命最長(zhǎng).%The effects of nitriding times on extrusion die of aluminum alloy were analyzed by hardness testing,microstructure analysis and extrusion process.The results show that the three times of nitriding process of H13 die steel have the best hardness,and nitriding layer is 78 m.Service life of extrusion of the die is the longest.

第 1 頁(yè)

【期刊名稱】《鋁加工》

【年(卷),期】2018(000)001

【總頁(yè)數(shù)】5頁(yè)(P47-50,19)

【關(guān)鍵詞】H13模具鋼;氮化處理;性能;擠壓

【作 者】白云鵬;譚琳;唐荻;周龍;朱瑩瑩

【作者單位】遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽(yáng)111003

鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)的八大要點(diǎn)

一、鋁型材的尺寸及偏差

鋁型材的尺寸及偏差是由擠壓模具、擠壓設(shè)備和其他有關(guān)工藝因素決定的。

二、選擇正確的鋁擠壓機(jī)噸位

選擇擠壓機(jī)噸位主要是根據(jù)擠壓比來(lái)確定。如果擠壓比低于10，鋁型材產(chǎn)品機(jī)械性能低;如果擠壓比過高，鋁型材產(chǎn)品很容易出現(xiàn)表面粗糙以及角度偏差等缺陷。實(shí)心鋁型材常推薦擠壓比在30左右，空心鋁型材則在45左右。

三、擠壓模具外形確定

擠壓模具的外形尺寸是指擠壓模具的外圓直徑和厚度。擠壓模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和強(qiáng)度來(lái)確定。

四、擠壓模具模孔尺寸的確定

對(duì)于壁厚差很大的鋁型材，難成形的薄壁部分及邊緣尖角區(qū)應(yīng)適當(dāng)加大尺寸;而對(duì)于寬厚比大的扁寬薄壁型材及壁板型材的?？?，桁條部分的尺寸可按一般型材設(shè)計(jì)，而腹板厚度的尺寸，除考慮公式所列的因素外，尚需考慮擠壓模具的彈性變形與塑性變形及整體彎曲，距離擠壓筒中心遠(yuǎn)近等因素。

此外，擠壓速度、有無(wú)牽引裝置等對(duì)模孔尺寸也有一定的影響。

五、合理調(diào)整鋁金屬的流動(dòng)速度

合理調(diào)整鋁金屬流動(dòng)速度，就是要盡量保證鋁型材斷面上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)應(yīng)以相同的速度流出?？住D壓模具設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用多孔對(duì)稱排列，根據(jù)鋁型材的形狀，各部分壁厚的差異和比周長(zhǎng)的不同，及距離擠壓筒中心的遠(yuǎn)近，來(lái)設(shè)計(jì)不等長(zhǎng)的定徑帶。

一般來(lái)說(shuō)，鋁型材某處的壁厚越薄，周長(zhǎng)越大，形狀越復(fù)雜，離擠壓筒中心越遠(yuǎn)，則此處的定徑帶應(yīng)越短。如果當(dāng)用定徑帶仍難于控制鋁金屬流速時(shí)，對(duì)于鋁型材斷面形狀特別復(fù)雜、壁厚很薄、離中心很遠(yuǎn)的部分，可采用促流角或?qū)Я襄F來(lái)加速鋁金屬流動(dòng)。而對(duì)于那些壁厚大得多的部分或離擠壓筒中心很近的地方，就應(yīng)采用阻礙角進(jìn)行補(bǔ)充阻礙，以減緩此處的`流速。

此外，還可以采用工藝平衡孔，工藝余量或者采用前室模、導(dǎo)流模、改變分流孔的數(shù)目、大小、形狀和位置來(lái)調(diào)節(jié)鋁金屬的流速。

六、擠壓模具強(qiáng)度校核

由于鋁型材擠壓時(shí)模具的工作條件很惡劣，所以模具強(qiáng)度是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的問題。除了合理布置模孔的位置，選擇合適的模具材料，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和外形之外，精確地計(jì)算擠壓力和校核各危險(xiǎn)斷面的許用強(qiáng)度也是十分重要的。

目前計(jì)算擠壓力的公式很多，但經(jīng)過修正的別爾林公式仍有工程價(jià)值。擠壓力的上限解法，也有較好的適用價(jià)值;用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算擠壓力比較簡(jiǎn)便。至于模具強(qiáng)度的校核，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的類型、模具結(jié)構(gòu)等分別進(jìn)行。

一般平面模具只需要校核剪切強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。舌型模和平面分流模則需要校核抗剪、抗彎和抗壓強(qiáng)度，舌頭和針尖部分還需要考慮抗拉強(qiáng)度等。

強(qiáng)度校核時(shí)的一個(gè)重要的基礎(chǔ)問題是，選擇合適的強(qiáng)度理論公式和比較精確的許用應(yīng)力。近年來(lái)，對(duì)于特別復(fù)雜的模具，可用有限元法來(lái)分析其受力情況與校核強(qiáng)度。

七、合理的工作帶尺寸

確定分流組合模的工作帶，要比確定半模工作帶復(fù)雜得多，不僅要考慮到型材壁厚差，距中心的遠(yuǎn)近，面且必須考慮到?？妆环至鳂蛘诒蔚那闆r。處于分流橋底下的?？?，由于金屬流進(jìn)困難，工作帶必須考慮減薄些。

在確定工作帶時(shí)，首先要找出在分流橋下型材壁厚最薄處即金屬流動(dòng)阻力最大的地方，此處的最小工作帶定為壁厚的兩倍;壁厚較厚或金屬容易達(dá)到的地方，工作帶要適當(dāng)考慮加厚，一般按一定的比例關(guān)系，再加上易流動(dòng)的修正值。

八、?？卓盏督Y(jié)構(gòu)及尺寸

?？卓盏叮褪悄？坠ぷ鲙С隹诙藨冶壑С械慕Y(jié)構(gòu)。當(dāng)鋁型材壁厚≥2mm時(shí)，可采用比較容易加工的直空刀結(jié)構(gòu);當(dāng)t2mm時(shí)，可選擇在有懸臂處加工斜空刀。

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