提高热挤压模具寿命的措施探讨.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2013)06—0095—03提高热挤压模具寿命的措施探讨徐胜利(西安航空职业技术学院，陕西西安710089)摘要：分析了热挤压模具工作条件，对影响热挤压模具寿命因素进行探讨，从模具设计和制造、材料选择、表面强化、润滑等环节提出预防控制措施，达到提高模具寿命，提高产品质量的目的。关键词：热挤压；模具；寿命；措施中图分类号：TG375~．41文献标识码：B0引言1．1热挤压凸模热挤压是将毛坯加热到金属再结晶温度以上某挤压过程中凸模多承受反挤压且长径比大于个温度范围，利用金属加热后变形抗力显著降低的4～5倍。失效形式为弯曲变形

2、、头部镦粗变形、疲劳特性，使用模具对加热的金属压力加工获得特定的裂纹、磨损、脆断、龟裂等。生产实践调查表明：失效形状、尺寸的一种工艺方法。热挤压零件具有组织致集中表现在凸模弯曲变形和脆断与裂纹。凸模弯曲密、金属流线性好、形状复杂、材料利用率高等优点。变形失效原因：①热挤压过程中，凸模表面与高温坯热挤压模具作为挤压设备中的关键部件，工作时承料接触，温度急剧升高，模具材料热强度剧烈下降；受长时间的高温、高压、循环热应力、剧烈摩擦及局②模具设计不合理或坯料温度低，变形抗力增加，凸部应力集中等作用，极易发生断裂、塌陷、热疲劳、失模产生失稳而弯曲；③红热状态的凸

3、模没有及时冷却稳、磨损、局部变形等形式的失效。如何提高模具使导致挤压过程出现刚性不足而变形；④挤压速度慢导用寿命对企业生产成本控制尤为重要。本文针对热致凸模与坯料接触时间长，凸模表面软化产生变形。挤压模具结构设计、材料选择、强化处理、制造过程防止凸模弯曲变形的措施：①设计时长径比力中影响模具寿命各因素分析探讨，实例验证说明。求合理；②深孔件挤压可采用多次反挤压；③提高挤压速度，减少凸模与热毛坯料接触时间；④凸模表面1模具结构设计强韧化处理，选择合理的冷却润滑方式；⑤根据挤压件内孔形状，设计凸模时采用减少劈料阻力的方法以减小凸模轴向力。如采用图la、b两

4、种结构，其单收稿日期：2013—05—02作者简介：徐胜利(1963一)，男，高级工程师，从事材料成形、模具设位挤压力较图1c所示平端凸模可降低20％。图1d计教学与科研所示凸模由于设有工作韧带，摩擦力大，拔模困难，NumericalsimulationofhydraulicbulgeformingofTP2coppertubebasedonMSC．MARCLIFanguo，ZHA0Jianbo，YANSijiangKeywords：Hydra热挤压过程中，模具要保持在500～600~C温度范围工作，金属变形在型腔内产生很大压应力，型腔表面受到高温金属

5、作用产生强烈摩擦，模具与高温坯料、润滑剂激冷激热，冷热交变作用，产生循环热r凹，应力。因此，模具材料必须有足够的红硬性、耐磨性、=±二抗疲劳性、抗咬合性等。选择模具材料时应注意材料(b)(c)成分的纯净度，钢中杂质和气体含量最低。热挤压模图1凸模结构形式具凸模宜选用5CrNiMo、5CrMnMo、4Cr5MoSiV1(H13)、设计时尽量少采用。4Cr2MoVNi钢。凹模宜选用合金含量较高的3Cr2W8V、挤压过程中凸模脆断与裂4Cr5W2SiV、3Cr3Mo3W2V(HM)、45Cr3W3MoVSi钢。纹产生部位如图2所示，其原断热挤压模具工作过程中

6、要有足够的韧性、耐磨性及因有：①模具材料冶金质量，表面红硬性，热处理工艺为淬火后中温回火。为防止主要表现在非金属夹杂物和碳纹产生裂纹，采用等温淬火或双液淬火，回火一般要经化物超标造成钢材自身强度和过2～3次高温回火。为防止热挤压过程中模具工作韧性下降，易于形成裂纹源，引温度过高而发生自回火现象，回火温度可选择在模起断裂；②毛坯锻造工艺不合理，存在碳化物偏析，具工作温度以上50qC，回火硬度范围46～50HRC。为钢材内部气孔没有焊合及组织流线分布不合理。进一步提高模具表面硬度，可采用渗碳、渗氮、渗硼、预防凸模脆断和消除裂纹的方法有：①严格控离子氮化、碳

7、一氮一硼共渗等表面强化处理方法，大制钢中非金属夹杂物含量，控制碳化物数量及形状、大提高模具表面耐磨性及抗疲劳能力。尺寸和分布方式，采用超声波探伤、低倍组织检查、示例1：热挤压铝型材。凸模选用4Cr5MoSiV1力学性能试验等方法，以提高模具钢的强度、韧性和材料，气体氮化处理，采用常规工艺如图4所示，测变形抗力；②制定合理的锻造工艺，使钢中大块碳化试结果渗层深度0．4mm～0．45mm，1160-1200HV，模物破碎、均匀分布，改变锻造方向，形成合理的流线具寿命较低。改进后采用如图5所示工艺，测试结果分布和致密组织。锻后及时回火处理，以细化晶粒，渗层深

8、度0．14mm～0．17ram，960～1160HV。分析可知，提高冲击韧性，消除内应力。常规