工业铝型材生产加工厂家

铝型材挤压过程中，挤压工、模具的工作条件是十分繁重的；随着挤压产品品种的增加和规格大型化、形状复杂化、尺寸精密化、材料高强化以及大型的高比压挤压筒和新的挤压方案的不断出现，挤压工模具的工作条件变得更为恶劣了，对它们的要求也越来越高了；下面概括地分析一下铝型材挤压工模具的使用条件及其损坏原因：

（1）承受长时间高温作用；铝型材的热挤压是在高温下进行的，挤压前的铸锭加热温度，镁合金为350~450℃，铝合金为400~450℃，加上在挤压过程中由于摩擦生热与变形功热效应产生的温升，更提高了铝型材的变形温度；直接与高温铸锭接触并参与变形的挤压工具（挤压筒、挤压垫片、针后端、冲针等）和模具（模子、模垫、针尖、舌模套、模支承等）的表面温度有时局部可高达550℃以上；承受高温作用的时间一般为几分钟到几十分钟，对于挤压速度慢的难变形铝型材来说，有时长达数小时以上；长时间的高温作用，大大地恶化了型材与工具之间的摩擦条件，降低了工模具材料的强度，以至于产生塑性变形，加速其破损；

（2）承受长时间高压作用；为了实现挤压变形，型材和工具都需要承受很高的压力；生产实践表明，使铝型材产生塑性变形所需的单位压力与合金品种有很大的关系；下表列出了轻合金挤压成型时所需的最小比压；为了获得不同的比压以满足不同合金和品种变形的要求，设计和制造了具有不同比压的挤压机和挤压筒；

可见，工模具在挤压时需要承受很高的单位压力，加上高温和长时间的作用，有时甚至会超过模具材料的许用应力而损坏，特别是近年来随着挤压技术的发展，挤压工艺不断强化，出现了很多新的工艺方法，如等温挤压、静液挤压、高速冷挤压、连续挤压等，这些工艺方法要求工模具具有更好的性能；

（3）承受激冷热作用；计算和生产实践表明，穿孔针、模子和挤压垫片等工具，工作时间和非工作时间的温差，挤压铝型材时可达200~300℃以上，而在水冷模挤压、穿孔挤压时，工模具中的温度梯度更大，变化更激烈，加之，工模具材料的传热能力较低，很可能在工模具中产生大的热应力，使其工作条件更为恶化；在激冷激热作用下，工模具极易产生微裂或热疲劳裂纹；

（4）承受反复循环应力作用；挤压过程本身就是一个周期性的间歇式操作过程；在工作时间，工模具要承受很高的压力，而在非工作时间里则突然卸载，应力下降到零，而且，有的工具（如穿孔系统的工具）在挤压过程中有时受压，有时受拉，因此，工模具部件中的应力状态是极其复杂和极不稳定的；在这种反复循环，拉压交变的应力作用下，工模具极易产生疲劳破坏；

（5）承受偏心载荷和冲击载荷作用；在穿孔和挤压时，特别在挤压复杂断面型材、空心型材、大直径小内孔的厚壁管材时，工模具内会产生很大的附加应力，或引起很高的应力集中；在细长件、薄壁空心件中，还会受到偏心载荷、冲击载荷、扭曲和横向弯曲应力的作用；主应力和这些附加应力迭加，会形成很高的工作应力；在这种复合应力的作用下，工模具最易丧失其稳定性、产生弯曲、扭断或折断；

（6）承受高温高压下的高摩擦作用；铝型材在挤压时的主要特点之一是极易与工模具表面产生“粘结”作用，即在高温高压作用下，合金中的V、Fe、Si等溶质原子渗透到工模具表面层而产生焊合作用，在与高温金属直接接触的挤压筒内套、穿孔针和模子等的表面粘附一层金属；在高温高压作用下，这些粘附的金属层不断形成，又不断被破坏，经多次反复磨损，而引起工模具失效；

（7）承受局部应力集中的作用；由于铝型材形状比较复杂，相应的模具和工具的形状和结构也比较复杂，因而在高温高压下容易产生局部的应力集中，从而引起局部变形或局部压塌；这种局部変形经局部修理后，削弱了工具的强度，使之工作条件更为恶劣，因而更易损坏；

通过以上分析可知，在穿孔或挤压时，工模具的工作条件是十分恶劣的，引起变形和损坏的因素也是错综复杂的；因此，在设计时应尽可能考虑各种不利因素的影响，选择合理的结构，进行可靠的强度校核，规定合理的加工工艺和热处理工艺选择合适的材料；