什么是热挤压模具钢?

什么是热挤压模具钢?

很多有色金属和钢的型材、管材和异型材是采用热挤压工艺成形的。热挤压模具是在高温、高压、磨损和热疲劳等恶劣条件下服役的。

热挤压模具钢原理

热挤压模具钢

热挤压是塑性的金属坯料在压力的作用下通过挤压模具型腔形成所要求形状的型材或管材的过程。常用金属热挤压坯料的温度见表1-1-15。

表1-1-15 常用金属的热挤压坯料加热温度范围

热挤压模具主要由挤压筒、压头、挤压顶头、垫块、凹磨和心棒(用于挤压管材)等主要部件组成。热挤压模具的失效，主要是破裂、磨损、冲刷腐蚀、过热和热疲劳裂纹等原因造成的。

当进行轻合金挤压时，凹模垫块和心轴材料主要采用铬钼系中合金热作模具钢4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1钢等，热处理硬度为HRC45~50。心棒头及镶块则采用通用高速钢W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等，热处理为HRC55~60。压力筒一般采用中碳合金结构钢，硬度为HRC35~40;压力筒内衬材料则采用4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1等，热处理硬度为HRC42~47。

铜和铜合金热挤压模具，凹模和垫块材料则采用4Cr5MoSiV，4Cr5MoSiV1，3Cr2W8V等钢种，心棒材料仍采用4Cr5MoSiV，4Cr5MoSiV1钢种。当挤压含镍量较高的铜镍合金时，心棒头及镶块有时采用镍基高温合金制造，挤压筒衬有时采用铁基高温合金制造。

热挤压模具钢常见问题

热挤压模具对模具材料有哪些要求

耐高温、热稳定性能、热疲劳性能、耐热磨损性好。

冷挤压模具材料

冷挤压模具材料冷挤压模具中，受力最大的部分是凸、凹模，因此，凸、凹模材料的选择对冷挤压工艺能否奏效 至关重要。根据宴践经验，对凸、凹模材料的选择大致应满足以下要求：(1)凸、凹模具在2450~2940。

怎么计算铝型材挤压模具的模具费

模具费包括:材料费 。电加工费(线切割,电火花)。机加工费 。热处理费 。组装费 。管理费:一般加30--50%。

DAC模具钢模具钢知识

1.冷作模钢 冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具。如:冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广，从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。 2.热作模具钢 热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具。如:热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。常用的热作模具钢有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢;对特殊要求的热作模具钢，有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造。 3.塑料模具用钢 由于塑料的品种很多，对塑料制品的要求差别也很大，对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求。所以，不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型 塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。

涨知识｜铝材挤压模具塞模堵模的原因分析

铝材挤压模具塞模堵模是较为常见的一种现象，如何预防堵模，减少堵模发生和因堵模而产生的模具、设备和人身危害？并正确采集到型材料头和样品，掌握不良品（试模）在生产中的现场正确详细资料，便于模具修正，是每个一线 *** 作工人必须了解并掌握的。

堵模特征

堵模指铝基体在工作带或空刀处卡死的一种现象，堵模过程及之后挤压力即上升到高位状态，有时也以空刀形状被挤压出来。堵模后不能正确反映型材真实状况，必须修正。

堵模原因分类

堵模原因众多，而模具流速不均和挤压 *** 作是最主要的二种现象，其它情况发生概率较少。

模具原因引起的堵模； 挤压 *** 作原因引起的堵模； 工装具原因引起的堵模； 设备原因引起的堵模； 异物压入引起的堵模； 温度原因引起的堵模； 速度原因引起的堵模； 与型材形状有关的堵模； 其它缺陷（气泡，撕裂，材质，中心位置，强烈缩尾，强烈强变，过烧等）原因引起的堵模。

分享一个真实塞模堵模案例

有一套挤压模具，采用1800吨机φ184挤压筒，铝型材一侧带40*40mm腔，壁厚为2.5mm，与其连接的是一条0.8mm壁厚的圆弧臂延伸到另一侧，型材外径总长210mm，悬臂径长170mm，圆弧长则更大，米重1.5左右，再大再小的机台都不能生产，必须在φ184筒上生产，属扩展模。

由于两侧壁厚实相差悬殊，薄壁圆弧部分必须先出工作带，且远端扩展部分薄壁必须先出。出得慢折皱在工作带里，出得快向厚实处弯曲把料头包裹住10次能堵模7次左右。

后采取薄壁出来将弯曲时卸下铲平再上机（注意棒要短温度要高换卸模时间要紧凑），连续2-3次，堵模次数减少到十之一二。

还有一个挤压模具，铝型材外径80*80mm，外壁有4mm，内径2.5mm，内有各种形状大小公头12个，中间公头又特别小，上机后一些公头即被压偏甚至断裂，继而堵模，堵后不及时停机，公头断出更多。此套模具为客户配套一次性模，2吨多铝型材的量，客户提供3套模具款。铝材生产了2个月，挤压模具废了几套，也没生产出几支合格的料来，挤压模具全部因堵模损坏。

后来采取了如下办法：

1、中间部位工作带整体减短以降低阻力；

2、空刀及引流槽全部打光滑以减少粘连降低摩擦；

3、公头柱台降低以减少碰撞和摇摆；

4、高温慢速上压，待铝将出工作带时卸模，在中间部分模空刀内涂上石墨润滑油后再慢速上压，挤出的型材垫好底板导引好直度，不晃动。

最后，总结一下：铝型材形状越复杂，说明铝材生产难度越高，越要注意流速上的不均。此种挤压模具宜采用高温慢速挤压方法，以完成为较高原则，而不是抢速度抢产量。

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薄壁铝型材挤压模具设计和维护

挤压模具介绍

挤压模具结构设计和制造环节较多，包括选材、设计、制造、修模等环节，其成本占到型材挤压生产成本的35%左右。

在型材加工生产中，一般有两种主要挤压方法：分流组合模挤压法和穿孔针挤压法。前者加工起来简单且成本较低，后者成本高且应用范围较小，在实际型材加工生产中，分流组合模应用更为广泛。

1.1

挤压模具的工作条件

对于大截面复杂型材的挤压成形，挤压难度比较大，对挤压模具的结构与形状要求也很高，特别是对于这种断面形状较复杂，壁厚相差悬殊，断面面积及外接圆大，多腔空心等型材，挤压模具的工作条件变得更加恶劣。

因此，对挤压模具要求较高，主要有如下几个方面：一是高温高压条件下工作；二是要具有较好的抗磨损能力；三是具有很高的强度和韧性，避免在工作中出现应力集中而使模具破坏。

1.2

挤压模具的分类

挤压模具种类很多，根据不同的分类条件可以进行归类。分类的主要依据有模具结构和模孔压缩区断面外形。

分流组合模在目前是应用最为广泛的一种模具形式，平面分流组合模的组成结构主要包括上模、下模、定位销和联结螺钉四个部分，其工作原理是在一定的挤压力作用下，锅淀通过分流孔被分流成金属流，流经焊合室进行汇集和傅合，最终由模芯和模孔流出，形成具有所要求几何形状的型材产品。

1.3

模具的设计步骤

实际生产中，产品类型、工艺方法、设备和模具结构都是影响模具设计过程的重要因素。但是在设计过程中，挤压模具模腔的设计一般按照以下步骤进行：

1.3.1 模腔参数确定和模孔布置

模腔参数的确定主要根据挤压机、工艺规程和现场工具设备来确定。模孔布置合理与否直接影响着模具强度，同时影响金属流动的均匀性。

一般在设计过程中，即使非对称的型材也要尽量保证模孔的对称性，同时使其尽量接近中心紧凑一些。通常情况下，模孔多设置在同心圆上（模孔之间的间距大于30-50mm，模孔距离模具边缘大于25-50mm，模孔与挤压筒边缘的距离大于20-40mm）。

1.3.2 设计模孔尺寸

在计算模孔尺寸时，应该考虑各种因素。一般采用下列公式来计算模孔尺寸：

A=A0+M+（KY+KP+KT）A0

其中A0、M、KY、KP、KT分别表示型材的工程尺寸、允许偏差、拉力作用而使型材部分尺寸减少的系数、拉伸矫直时尺寸缩减系数和管材的热收缩量。在设计过程中公式只是一个参考，还需要综合考虑模具d塑性变形、弯曲变形等因素。

1.3.3 调整金属流动速度

合理的金属材料流动速度是指同一截面上的材料质点流出模孔的速度一致。为了达到金属流动速度合理调整的目标，不仅要增加分流孔数目，尽量对称排列，而且在确定工作带长度时，还要综合考虑壁厚差异及其与挤压筒中心的距离。

在生产过程中，还可以通过调整阻流块、促流角或者分流孔的外形和数目来达到调控型材挤出断面上速度均匀性的目的。

2

分流组合模的设计

分流组合模由上、下模组合而成。其中，上模有分流孔、分流桥及模芯，下模有焊合室和型孔，在模芯与型孔上均设有工作带。

对于分流组合模，制品的焊缝数与金属流的股数相同。所以分流模只适应于如铅、镁、锌及其合金等高温焊合性能好的金属，而不适合硬铝等焊合性能不好的金属。

2.1

分流比K的选择

分流孔的面积与制品面积的比称为分流比，用K表示。对于型材挤压过程而言，K值越大越有利于金属流动和焊合及减小挤压力，所以在模具强度允许的范围内，要尽量选取较大的尺值。对于空心型材，取k=10-30；而对于管材，取K=5-15。

2.2

分流孔的确定

需要确定的分流孔参数主要包括分流孔形状、数目、截面尺寸及分布。形状有圆形、腰子形和异形，对管材或简单断面型材一般取圆形，对复杂型材多采用异形。

通常，可通过减少分流孔数目同时增大分流孔面积来减少焊合缝的数量和降低挤压力。对于分流孔的数目，一般有二孔、三孔及四孔等偶数个模孔，分流孔形状可以设计成斜孔，即入口小出口略大，同时也要根据型材的形状而具体确定，最终以有利于金属焊合为目的。

2.3

焊合室

增大焊合室高度有利于焊合区的焊合，但会使得模芯的稳定性下降和制品壁厚不均；当压力增大和焊合室高度过小时，就会影响焊合区的焊合质量。焊合室高度通常可根据挤压筒的直径而定（参考表1）。

表1 挤压筒直径与焊合室高度对照表

2.4

分流桥的确定

分流桥可按照其结构分为固定式分流桥和可拆式分流桥两种。若分流桥宽设置较小，则可以加大分流比和降低挤压力；若设置较大，则可以改善金属流动的均匀性。

分流桥高度与模具强度及挤压力有直接关系，在保证模具强度情况下，应越小越好，若分流桥的高度过大，则压力就会变大。所以分流桥的高度值必须要能保证模具的强度。

3

挤出模具的维护

对于模具的维护和保管是直观的一个环节，从模具出厂以后就需要对模具建立档案，详细记载模具的相关情况，包括订购验收情况、工艺参数和使用过程中的技术状况、磨损和维修情况等。

在平常使用过程中要根据使用强度对真空系统和冷却系统等进行必要的清理工作。使用过程中如果模具表面出现擦伤或轻微腐蚀现象，要及时用1000目以上的细砂纸打磨抛光，对严重的损伤要及时进行修复处理。

在模具闲置不用的情况下要放置在清洁、干燥且通风的地方进行保管，谨防受到腐蚀，对于长时间不用的模具要采取油封等其他的防止损伤的措施。

另外，模具的维修和养护需要具有专业技能的工人承担，切不可粗心大意。

来源：道客巴巴，作者韩伦

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