课程设计：热挤压模具设计

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1、目录第一章概述-1-第二章挤压工艺参数设置-2-2.1坯料及模子材质的确定-2-2.2挤压温度的选取-2-2.3挤压速度的确定-2-2.4挤压方式的选取-2-第三章模孔布置-4-第四章工作带长度设计-5-第五章型材模孔尺寸设计-7-5.1模孔的外形尺寸-7-5.2导流腔的设计-8-5.3模子外形设计-9-第六章模孔强度校核-10-第七章模具图-12-7.1型材模孔尺寸图-12-7.2模具实体图-12-总结-13-参考文献-14-第一章概述铝是一种具有面心立方晶格的金属，具有12个滑移系，塑性很高，抗变形能力很小，可以冷挤压成形。

2、铁铝共存物是铝中常见的杂质。根据Al-Fe-Si三元相图，铝角部分除和Si外，还形成和两个三元相图。铁溶解在铝中的量很少，室温中仅能溶入0.002%，其余的铝形成金属化合物，它是硬脆的针状化合物；硅溶解在铝中的量比铁要多一些，室温中可溶入0.05%，多余的硅则可单独存在于铝中，称为“自由硅”，所形成的，相为脆性化合物。这些化合物使纯铝的塑性下降，变形抗力增大，因此，工业用纯铝中的铁、硅等杂质都应受到严格控制。许多铝合金包括铸造铝合金、变形铝合金均可作为挤压材料，但是，生产上使用较多的还是一些易挤压的铝合金。与其他金属相同，衡量可

3、挤压性的指标仍是极限变形程度。但对铝合金来说，可用铝合金挤压时的极限温度范围来说明铝合金的可挤压性，这一极限温度范围是由上限温度（铝合金出现挤压撕裂的温度）和下限温度（铝合金可以进行塑性变形的温度）来决定的。影响铝合金可挤压性的主要因素有：挤压温度、挤压速度、合金性能与合金组织等。在国外，为了比较铝合金的可挤压性，提出了一个相对可挤压性的概念，即将铝合金的挤压性指标定为100，而其他铝合金以此合金为参照测量其挤压特性指标。一般挤压毛坯是铸态组织，在挤压之前应进行加热保温处理，也称之为软处理，再进行挤压生产。软化处理后的铝合金的高

4、温流动应力可减小10%以上，最大出口温度可升高15-30℃，并可克服铸态毛坯在挤压时容易出现的晶界开裂、流动应力增加等问题，因此，热挤压生产可提高铝合金的可挤压性和产品的质量。为防止挤压铝合金时容易出现的粘模或粘芯现象，需对铝合金毛坯进行润滑处理，除选用适当的润滑剂外，还需对铝合金毛坯进行适当的表面处理，如氧化处理、氟硅化处理和磷化处理等。常用的润滑剂有特种油脂、混油石墨、胶体石墨、混油+硫化钼、软皂、石蜡以及一些含铅化合物等。这次的设计任务是设计一个实心型材模，实心型材模采用单模，挤压制品所有的材料是6063铝合金。由于其强度

5、高，质量轻，加工性能好，在退火状态下，该合金有优良的耐蚀性及物理机械性能，是一种可以时效强化的AL-Mg-Si系合金，广泛应用于基础性建筑行业以及一些机械制造业。-14-第二章挤压工艺参数设置2.1坯料及模子材质的确定6063铝合金是Al-Mg-Si系列中的典型代表，具有特别优良的可挤压性和可焊接性。它的特点是在压力加工的温度-速度条件下，塑性性能和抗腐蚀性高，没有应力腐蚀现象；在焊接时，其抗腐蚀性实际上不降低。6063铝合金在热处理时剧烈强化。合金中的主要强化相是Mg2Si和AlSiFe.如果6063铝合金挤压型材在退火状态下

6、的抗拉强度为98~117.6MPa，那么在淬火和自然时效后可提高到176.4~196MPa此时相对延长率下降不大，（由23%~25%下降到15%~20%）合金在160~170℃下，经过人工时效可以得到更大的强度效果，此时，抗拉强度可提高到269.5~285.2MPa。但是，在人工时效时，塑性性能急剧下降。淬火与人工时效之间的时间间隔对6063铝合金的强化程度有显著的影响，随着间隔时间有15分钟增加到4小时，抗拉强度和屈服强度降低29.4~39.2MPa。人工时效的保温时间对6063铝合金半成品的力学性能没有重大影响。模子材料选3

7、Cr2W8V钢，这里选择3Cr2W8V钢，该钢在500℃时的许用弯曲应力为650MPa。热处理的硬度为HRC44～47。2.2挤压温度的选取挤压按材料的温度分为冷挤压、温挤压和热挤压。使用冷挤压加工前要进行预先软化退火，并且需要的变形力比较大大，温挤压的温度不好控制，产品尺寸精度与表面粗糙也比较低，所以不采用，但是热挤压就不同，挤压所需要的变形力相对较小，产品尺寸精度也较高，挤压件加工余量小，所以综合分析采用热挤压方法挤压温度对热加工状态的组织、性能的影响极大，挤压温度越高，制品晶粒越粗大，挤制品的抗拉强度、屈服强度和硬度的值下

8、降，延伸率增大。热挤压中一般根据金属材料的种类，化学成分，坯料的尺寸和产品零件图的性能要求等确定金属坯料的加热温度和挤压温度范围。6063铝的最高允许加热温度为550℃，下限温度为320℃，为了保证制品的组织，性能，挤压时锭坯的加热温度不宜过高，应尽量降低挤压温