铝合金型材挤压模具的失效分析

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1、铝合金型材挤压模具的失效分析戴莨春(武汉铜管厂)一力，因此，许多设计都是建立在以前的经验、铝合金蛩材挤压模具的使用条件热挤压加工是把予热(485—510℃)的基础上。铝台金坯料放在予热(450℃)的模具上、在多数模具及其相应的机械试样，都具有轴向加压使之沿模具的孔El流出而成形的加辊当大的残余应力，使上述情况变得更加复工方法。这时，产生断面缩小和轴向伸长的杂。这些残余应力是由热处理和模具加工产型材(如图一)。盔眦豫菲适当地评价残余应力、否刚所获得的机械试验数据l；l及在设计计算中使用这些数据都是没有意义的，业已证明．在模具失效的研究中，基本的统计方法是～种最有效的技术。根据模具失效的统计

2、研究结果分类，找出挤压模具产生失效频率最高的类型为：1)拐最尖角、锐边处和模槊支承不足等等的开裂(图二、三、四)。圈一铝合金型材挤压法1)挤压杆2)挤压筒3)挤压垫4)钒音金坯料5)拼压摸6)楗环，)模垫8)横土承9)铝台金型材在挤压过程中，模具与纵热的铝☆垒相接触要承受高压力商摩擦力及长时间的高温。因此要求模具具有在服役条件下足够商的硬度，并在制造和以后的使用过程li

3、共有相当韧性和足谚的导热性，避免模具工作表面受热太甚。二、铝台金型材挤压摸_具失效的类型在摸孔直角阿外扩张震纹I挤压模其在我国发展较晓多数模具是图=材料：3Cr2W8V凭经验设计、其理由有2个：2)热磨损使产品尺寸超差。

4、1．由于模具钢太脆、不易获得有盘的国外挤压模具选用1t13(4CrSMoSiV)可重现的试验结果，没有珂供利用的机械性钢桄70嘶的失效模具为热磨损。30嘶为开能资料。如抗拉和屈服强度、延伸率、冲．裂失效。国内多数选用3Cr2W8V~材制造强度。模具，其失效形式与国外正好相反。我厂使2．不能准确计算模具所，生的主要应用有国外H13钢材和3Cr2W8V钢材制作的·8·图五模支承在槽璀开口部位形成裂臂的根部裂皱圈三下材料；3Cr2W8V系，并可予示模具反复产生失效的范围，再依次考虑每个因素．1．机械设计不合适的设计主要从两方面影响模具服役寿命：a)与热处理有关方面要求考虑模具用锕的类型，热处理

5、和加II艺及所用设备。b)与服役条件有关的因素，要防止所制造的模具早期失效。最常见的导致设计失效的两个简单因素是：(1)尖角和孔间距设计不当，(2)相邻组合模阴模裂牧截面尺寸相差悬殊。图四材料；3Cr2Ws~在棋具上尖角非必要时，尽可能采用最2类模具。生产实践证实了上述模具失效类大固角。对于H13钢，半径小于0．25毫米型和统计规律。时．热疲劳损坏变得严重：半径大于0．25毫米时，裂纹稍有减小。尖角导致使用应力集三，错合金壁村挤压横具失散分析中，与平均计算应力比可高达1O：1，导致模影响模具特性柏有6个基本要素：具过早失效，或淬火时尖角处产生残余应力1．机械设针；2．模具材料的选择；3．

6、而缩短使用寿命。机械加工工艺过程；4．锻造和魏处理；5．当尖角是不司避免时，用气淬硬化钢制影放电加工及磨削；6．在服役的使用。造模具．在热处理时很少开裂。而油淬或水采取与横具特性有关的因素分类分析，淬硬化锕l即使在热处理中采用最好的操作并不一窟黼鼬警鳓窟莓件具失效的根方式，对尖角处开裂也十分敏感。例如图四本原因。例如董葺l为带尖旁键槽的模支为3Cr2w8V钢制作的扁管模灼阴模l尖角承在热处理中开裂，很难说是因为热处理不导致使用中开裂过早失效。改为胡模出口供当或者设计不妥斟起的。尽管如此，这样分用后如图六所示，模具使用中不开裂敢．类分析将有助于在备因素之间建立一种联．相邻截面尺寸相差悬殊J

7、横具在舷{翳l立··程中劳蔼厚睦的会发生弯曲、开裂常常4552范围．这些槿具予热到335℃哥以发生在其捐角、夹角的薄弱环节增加棋县使其韧性加倍、而只损安少噩弧度的碗度或更换其它的锕材。鲫尿不．不可能减少模具超过使用上限温度．环循使用不疆现问的弯曲因为厚度相同，但钔种不同的铜题。超过665℃则发生热裂板、在同样载荷下。会产生同样的弯曲。。不同硬度的同类钢板、在同样载荷下，产生挠曲和弯曲量是一样的。因此，必须增加模子妁截面厚度或加强模架的支承，以减少弯曲程赛厚度增加一{音，弯曲可减小85嘶o---J；‘}

8、8播、阅必湿度m-tzHl3铜的回火硬度H13钢的淬火回火硬度曲线如网七所示。在工作温

9、度下舳红硬性如图八所示．(=)3Cr2W8V钢在室温和(工作)圈六材料~Cr2WSV高温下的强度性能很高．并随钢中含碳量的增加而提高．如禽碳量由O2·模具材料的选择．2S~hC提高j．O·35嘶C时可使钢的强度和硬度提高选用模具材料必须符合下列性能：Io一20嘶．()组织均匀i(2)无内部缺结{(3)3Cr2W8V锕舶主要化学成分；o机械加工性能良好(4)抛光性能良好．38％C!(7。?)有易于热好处理；(G)有良好的抗开裂韧性；的