复杂断面铝挤压模具真空淬火处理(1)

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一、问题

    本公司是为全国铝型材行业500吨—5500吨挤压机专门制造挤压模具的专业公司。每年此模具淬火近100吨,氮化近30吨。模具加工工艺如下:

1、加工路线

    粗加工(单面留0.2—0.5mm余量)→淬火→精加工,电加工→打光,装配试模→氮化。

2、热处理

    (1)材料:4Cr5MoSiV1(H13)。

    (2)技术要求:HRC48—52。

    (3)热处理工艺与设备:

    1020℃加热,油冷,580℃、550℃两次回火。设备为75KW盐炉,90KW气体渗碳炉保护加热,井式回火炉回火。模具试模后在我厂或用户方氮化处理,方法为普通气体氮化,工艺为570℃、6小时氮化处理,氮化层深度为0.06—0.08mm,氮化层硬度为HV900。

    用以上方法处理一般断面模具,挤压杆,积压筒均可保证在使用中不塌不裂。硬度有的也可放宽为HRC<46—53>。这种情况下挤压寿命主要取决于氮化质量和次数。

    但是近几年来随着工业飞速发展,各种复杂断面电子工业用散热片,电机外壳等型材大量需求,如图1示。这种复杂断面的模具约占总量的四分之一左右。

复杂断面铝型材

图1:复杂断面铝型材

    这些型材在挤压时挤压比很大,流动成型阻力大,模具的某些工作断面承受极大的剪切应力,如图2,图3示。模具的悬牙,悬桥在挤压中早期出现倒牙,塌桥 (HRC<46>)或断牙,断桥(HRC53)即使硬度在合格范围内挤压寿命也不高,怎么解决这个难题?当然选用进口钢材,例如瑞典8407 或日本SKD61,寿命可能提高,但进口料价格80元/kg,比国产料16元/kg高出几倍,这样一来在模具价格上用户不肯接受,所以这是一个课题。(挤压模具材料费在模具成本中比例较大)。

散热片平模模具

图二:散热片平模模具

电机壳凸壳模具

图3:电机壳凸模模具

    还有这种情况:在氮化时或挤压前预热时(温度490℃—520℃)偶尔有跑温现象发生,这时模具硬度下降,不能再使用,必须重淬,但这时模具已配合成型,间隙0.02mm左右,如重淬变形是个难题,如不重淬将造成批量报废,损失较大。这也是生产中遇到的一个课题,针对以上问题,三年来我们采取了以下方法,取得了良好效果,介绍如下。

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