為了更好地改善鋁擠壓模具的質(zhì)量和提高其使用壽命，本文從模具材料的選擇、熱處理工藝、模具的優(yōu)化設(shè)計與模具的科學使用四個方面作了深入淺出的剖析，并有針對性地給出了切實可行的對策。
一、模具材料的影響：
擠壓模具是在高溫高壓環(huán)境下作業(yè)，并要承受周期載荷的作用，因此對模具鋼的性能要求相當高，一般制造模具的材料應(yīng)具有較高的熱穩(wěn)定性、熱疲勞性、熱耐磨性和足夠的韌性。
前些年我們常采用3Cr2W8V鋼制造模具，但它的韌性低，抗疲勞強度不好，即使采用高溫淬火等工藝處理措施亦不能滿足要求，模具的早期失效十分嚴重，近年來已被4Cr5MoSiV鋼取代。
與3Cr2W8V鋼相比，4Cr5MoSiV鋼具有以下兩個突出特點：一有良好的高溫綜合性能和較高的熱疲勞抗力；Cr、Mo元素，氮化處理時能生成豐富穩(wěn)定的氮化物并彌散分布。因此就延長模具使用壽命而言，選用4Cr5MoSi V鋼加工模具還是比較合適的。
二、熱處理工藝的影響：
要延長模具的使用壽命，熱處理工藝的優(yōu)化與否甚為重要，影響熱處理質(zhì)量的主要因素有加熱速度、淬火溫度、冷卻速度和回火溫度等。經(jīng)過分析與實踐，下列熱處理工藝適合一般企業(yè)，能滿足4Cr5MoSiV鋼在高溫下的機械性能要求。
1、預(yù)熱。溫度600～630℃，保溫時間1.5～2h視模具大小而定，然后升溫到830～850℃，保溫1.5～2h，此工藝過程為淬火前的預(yù)處理，它能合理調(diào)整工件內(nèi)部的微觀缺陷，為淬火準備必要的條件。
2、淬火。在預(yù)處理的基礎(chǔ)上，把加熱溫度升到1040～1080℃，保溫2～2.5h出爐油淬，待工件溫度降到130℃左右從油中取出空冷。
3、回火。淬火后工件內(nèi)部有較大的內(nèi)應(yīng)力，必須及時對工件進行回火，以消除淬火時產(chǎn)生的應(yīng)力。為了避免工件開裂，回火前也應(yīng)加熱均勻，具體方法為工件加熱到380~400℃保溫1h，再緩慢升溫到580～600℃進行一次回火，保溫時間為2h，然后出爐空冷至常溫后進行二次回火，回火溫度為560～580℃，保溫時間為2h，隨后出爐空冷。
三、模具設(shè)計方案的影響：
模具設(shè)計的合理與否是延長其使用壽命的重要環(huán)節(jié)。擠壓鋁型材一般存在斷面不對稱和壁厚不相等現(xiàn)象，在設(shè)計模具時應(yīng)給予重視，既要考慮?？孜恢玫呐帕校忠Y(jié)合具體情況，通過改變?？坠ぷ鲙У母叨葋砀纳平饘俚牧鲃有?。下面就模具設(shè)計中存在的一般問題略作分析：
1、對于壁厚不等的型材應(yīng)采用不等長工作帶的設(shè)計方法。保證金屬流動的均勻性。
2、適當調(diào)整過渡圓角的半徑和工作帶長度，可以避免應(yīng)力集中現(xiàn)象。
3、?？壮叽绲拇_定應(yīng)綜合考慮型材性質(zhì)和模具材料的收縮率。對于6063鋁合金和常用模具鋼4Cr5MoSiV，設(shè)計時模孔的收縮率應(yīng)取1.01%～1.09%可根據(jù)?？壮叽邕m當選取。
4、根據(jù)延伸系數(shù)確定?？讛?shù)目。模孔數(shù)目直接影響到延伸系數(shù)的大小，擠壓比過大會使擠壓力超過正常值而損壞模具，過小則會使擠壓制品的機械性能下降，一般擠壓系數(shù)延伸系數(shù)宜在10～50。
5、合理布置?？孜恢谩?/span>
四、模具使用方面的影響：
要延長模具壽命，科學地使用模具也是不容忽視的一個方面。由于模具的工作環(huán)境極為惡劣高溫高壓，生產(chǎn)中要采取一定的措施來確保它的組織性能。以下列出了要注意的3個重要方面：
1、采用適宜的擠壓速度。在擠壓過程中，當擠壓速度過快時，會造成金屬流動不均勻，模具溫度較高等現(xiàn)象，如果此時金屬變形產(chǎn)生的余熱不能及時帶走，模具就可能因局部過熱而失效，當擠壓速度較適宜時，就避免了上述不良后果的發(fā)生，擠壓速度一般應(yīng)控制在25mm/s以下。
2、采用由低到高再到低的使用強度。模具剛進入服役期時，組織性能還處在浮動階段，此期間應(yīng)采用低強度的作業(yè)方案，以使模具向平穩(wěn)期過渡。模具使用中期，可適當提高使用強度，因為此時模具的綜合性能處在最佳狀態(tài)。到模具使用的后期，其內(nèi)部組織已部分惡化，熱疲勞強度也較低，此時應(yīng)適當降低模具的使用強度，以免在使用中出現(xiàn)不測。
3、使用前期對模具進行滲氮處理。滲氮處理能使模具在保持足夠韌性的情況下大大提高其表面硬度，以減少模具使用時的熱磨損。
五、結(jié)束語：
擠壓模具的使用壽命是一個綜合性的技術(shù)問題，以上介紹的四個方面只是其中的部分，要全面理解模具使用壽命的含義，在模具的加工制造中選擇最佳工藝和模具使用后及時修正，對延長模具壽命也至關(guān)重要。
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