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            如何確立工業鋁型材擠壓模具產品標準

            用于制作模具的材質有很多,通常采用高強度與耐高溫的熱作模具鋼,代表材料有4Cr5MoV1Si、5CrMnMo、5CrNiMo等,工業鋁型材擠壓模具一般采用美國進口的H13模具鋼,它是一種C-Cr-Mo-Si-V型鋼,具有非常好的抗熱裂能力,主要用于制造沖擊力與超載荷的擠壓模具,是模具鋼中應用非常廣泛的一種代表鋼型號。

            工業鋁型材擠壓模具所使用的模具鋼一般采用H13鋼和鎢鋼制成,這二種材質的模具鋼具是由不同的合金成分組成的,分別采用不同的制作標準,使用壽命與其它各方面的特性也有很大的區別。

            1、H13鋼

            H13鋼中含有碳、硅、錳、鉻等多種化學元素,它的高強度與耐高溫性能主要是由化學成分決定的,特別是合金成分中碳的含量決定了模具鋼的硬度,淬火后的硬度可達55HRC左右

            在模具鋼的合金成分中,含碳量不能太低,否則會影響模具的淬火硬度和強度;對于熱作模具鋼來說,含碳量越高,它的耐高溫強度以及耐磨性能就越高,但是同時也會降低韌度,而韌度的高低則由含鉻量來決定,通常在設計模具時,要求在保證模具鋼的強度前提下,盡可能地降低鋼中碳的含量,當抗拉強度為1550MPa時,模具鋼中的含碳量為0.3-0.4%最合適,當含碳量超過0.4%時就會降低模具鋼的韌度。

            以H13模具鋼制作的工業鋁型材擠壓模具,除了化學成分要達到上面表一的要求外,在擠壓時還要達到以下的工藝要求以及質量標準:

            ①嚴格按照國家制定的標準進行生產:GB/T1299-2014;

            ②熱處理工藝:經二次預熱:600-650℃/800-850℃,再加熱到1020-1050℃;保溫5-15min,在空氣中冷卻至530-560℃,此時的硬度為48-52HRC; 當溫度在560℃-580℃時再進行二次回火是最好的,此時可以使硬度達到47-49HRC,可以使模具鋼的韌度和強度保持在最佳的范圍之內。

            ③力學性能:抗沖擊力強、強度高、耐磨性好、抗腐蝕性能強、韌性好、抗回火性能穩定。

            2、鎢鋼

            鎢鋼是一種硬質合金,其中包含至少一種金屬碳化物,如碳化鎢、碳化鈷等,主要合金成分中鈷占3-30%,碳化鎢占70%,其它金屬占比不到1%,它具有非常高的硬度、強度、耐磨性、韌性與耐腐蝕性能,膨脹系數非常小,依靠高硬度與強耐磨性,被用于工業鋁型材擠壓模具用材料,也是一種熱作模具鋼,即使在500-1000℃的高溫時,也能保持不變形的特性。

            鎢鋼基體由硬化相和粘結金屬二部分組成,粘結金屬主要有鈷、鎳、鈦、鐵等,根據合金成分與用途可以分成鎢鈷合金和鎢鎳合金等牌號。它的成型過程是先將粉末制成坯料,放入爐中加熱到一定的溫度后保溫,冷卻成型后就成了鎢鋼材料,這個過程要經歷以下4個階段:

            ①預燒:將成型劑在高溫中加熱,分解出燒結體,粉末表面在高溫的作用下還原成鈷和鎢等氧化物,經過再結晶后使金屬表面的強度增加;

            ②固相反應:隨著第一階段反應的進行,固相反應開始發生,金屬的塑性流動逐漸增強并出現收縮,此時的共晶溫度達到800℃;

            ③液相階段:當燒結體產生液相后,便不再收縮,而是產生結晶,此時金屬的結構開始出現,共晶溫度保持在800℃;

            ④冷卻:當金屬成分和結構組成顯現出來后,在室溫下進行冷卻,為了提高鎢鋼的力學性能,可以進行適當的熱處理。

            當擠壓模具的合金成分不合格,或是加工工藝不合理,就會使模具的質量達不到標準,在擠壓時會使模具產生端面缺口,容易引起型材出現大帽缺陷,當高溫高壓環境下的模具經過不斷磨損,可能會提前報廢,不僅影響鋁型材生產廠家的擠壓效率,還會引起工業鋁型材產品的精度尺寸和外觀質量,使擠壓模具的成品率下降,企業蒙受經濟損失。

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