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一、模具設計要考慮的問(wèn)題
模具的設計必須滿(mǎn)足剛度、強度的計算要求,以達到減少模具在受壓時(shí)的彈性變形量。在確定工作帶時(shí),工作帶的長(cháng)短、空刀形式、模頸及焊合室形式等,都要考慮參數選擇最佳值。模具的導流孔、分流孔等系數的選擇,在允許范圍內盡量選較大值,達到減小壓力的目的。鋁模板一般采用6061等硬合金生產(chǎn),使生產(chǎn)技術(shù)難度增大,擠壓生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常會(huì )出現出料拖爛、壓不動(dòng)、出料太慢等情況,因此模具的設計在生產(chǎn)過(guò)程中起到很大的關(guān)鍵作用。
模具設計
1.導流孔、分流孔設計
設計模具時(shí)導流孔、分流孔位置要均勻分布,這樣型材各部才能吸收同量的金屬。導流孔、分流孔大小與型材面積成正比例關(guān)系,在不影響模具強度、型材表面質(zhì)量情況下,盡量把導流孔、分流孔做到最大,當擠壓時(shí)金屬流入焊合室,導流孔、分流孔越大,橋位面積受力就越小,金屬流從橋位移開(kāi)使阻力減少而出料速度就會(huì )增大,但不影響模具強度。所以入料孔小、橋位大的模具不一定就會(huì )比入料孔大的模具強度好。
2.橋位設計
橋位是模具組織的重要部份,它是模具的支撐橋梁,設計模具橋位時(shí)必須要考慮它對模具有足夠的支撐力。為了滿(mǎn)足模具的支撐強度,一般橋位角度設計在18~25℃之間,角度太大會(huì )增加金屬流與橋位的摩擦力,使金屬流的流動(dòng)減慢,角度越小金屬越容易于焊合,出料速度隨之增快。同時(shí)設計橋位角度交接處時(shí)盡量圓滑過(guò)度,避免或減少造成焊合死角。
3.焊合室設計
焊合室不宜過(guò)深,焊合室過(guò)深會(huì )增加焊合室內金屬體積,焊合室內體積增加時(shí)焊合流程也加長(cháng),擠壓壓力隨之會(huì )升高。
4.工作帶設計
模具工作帶拋光要仔細,保證平面度,垂直度,不能出現龜背或凹凸不平,合理計算工作帶長(cháng)度,均勻金屬流量。
二、 擠壓工藝
1.工藝流程:
鋁棒加熱(440-460℃)→模具加熱(420-460℃,3-6h) →擠壓(出口溫度530-570℃)→噴霧風(fēng)冷淬火→取盛錠筒加熱(410-420℃) 板自檢→(200℃以下)→拉伸矯直(70℃以下,拉伸率≤1.5%)→定尺鋸切 →裝筐(檢查)→時(shí)效→硬度檢驗→去包裝(或氧化、噴涂)。鋁棒加熱對6061合金,必須加熱到500℃以上,Mg和Si才能完全固溶,擠壓前鑄錠在440
℃以上,由于擠壓變形熱的作用使溫度上升,通過(guò)??讜r(shí)金屬溫度達530-570℃,達到固溶處理狀態(tài),因此,
鋁棒擠壓前必須要加熱到440~460℃之間。
2.模具加熱
模具上機前加熱時(shí)溫度規定:平模410-440℃,分流模430-460℃;模具在爐內加熱時(shí)間不允許超過(guò)10h,時(shí)間過(guò)長(cháng),??坠ぷ鲙菀桩a(chǎn)生點(diǎn)腐蝕點(diǎn)。
3.擠壓
擠壓過(guò)程中必須認真控制擠壓速度。擠壓速度對變形熱效應、變形均勻性、再結晶和固溶過(guò)程、制品力學(xué)性能及制品表面質(zhì)量均有重要影響。為了提高生產(chǎn)效率,根據多年生產(chǎn)探討和經(jīng)驗累積,目前我們主要的擠壓方式都遵循“低溫高速”生產(chǎn)工藝,也就是說(shuō),鋁棒溫度與擠壓速度成反比,鋁棒溫度高、擠壓速度就適當減慢,鋁棒溫度低、擠壓速度就適當加快,通過(guò)這種調整模式,把擠壓生產(chǎn)調到最佳狀態(tài)為準。通常情況下,上模生產(chǎn)到第三支棒時(shí)就可以降溫加速,平模鋁棒溫度降至保持在390~410℃為最佳;分流模鋁棒溫度降至保持在410~430℃為最佳。
4.在線(xiàn)淬火
淬火是為了將在高溫下固溶于基體金屬中的Mg2Si在出模后經(jīng)快速冷卻到室溫而被保留下來(lái)。6061含Mg2Si0.6-0.9%,從500度左右降至204度臨界冷卻溫度范圍,最小冷卻速度不小于180℃/min,可用水冷,6061合金的鋁模板硬度要求在≥15HW,其大斷面淬火冷卻,推薦為549℃/min。擠壓在線(xiàn)淬火,冷卻速度應以能確保過(guò)飽和固溶體被凝結下來(lái)為原則,對可進(jìn)行矯直的產(chǎn)品,其淬火引起的翹曲度以可矯正為限。
5.時(shí)效
6061合金的鋁模板型材,其力學(xué)性能一般要求抗拉強度在:265(σь)MPa左右,維氏硬度要≥15HW。因此時(shí)效溫度一般為180-200℃,時(shí)間5-6h;有時(shí)為了提高其強度性能,亦可采用(170-180)℃×(6-8)h的工藝。