几铝压铸是采用机械设备,将其液態铝合金快速注入永久性钢模中,经过冷却成型后出模,可反复高效的生产,具备高效率,高精度,表面质量也好,后续的加工特点也简易而为了能保证铝压铸模具是否合格标准,我们要对其进行标准测试,其主要有五大标准知识。　　第一,铝压铸模具中的化学成分检验测试办法,检验的标准和复检一定要满足GB/T15115的标准样本产品的化学物质成分,能够采用从压铸,满足GB/T15115的要求;机械特性中的力学特性,检测的办法、检测的次数以及检測的规范一定要满足GB/T15115的要求。　　第二,运用在铝压铸模具的样本产品,切割零件的大小,检测试验样式要经过讨论决定　　第三,压铸检验测試的几何样式能够经由大范围提取样本或者运用GB2828,GB2829的标准进行检测试验,检测试验的结果一定要满足规范。　　第四,铝压铸件外表品质的出厂檢测一定要一件一件的进行检验,检验的结果一定要满足这个标准的需求　　第五,铝压铸模具外表的粗糙程度要根据GB/T6060.1的标准进行执行。

众所周知铝合金模具钢型压铸模具在生产一段时间后会产生龟裂，华夏模具网分析认为产生此现象的原因主要有以下几点: 　　(1)模具温度偏高应力过大 　　(2)模具模仁material使用8407,skd61 　　(3)模具热处理硬度过高 　　(4)定期保养，5k times1 回火15k times1 回火30k times........ 　　二、预防压铸模龟裂问题﹐提高进口模具钢使用壽命﹐要做好以下几点﹕ 　　1.压铸模成型部位(动﹑定模仁﹑型芯)热处理要求﹕硬度要保证在HRC43~48 (材料可选用SKD61或8407) 　　2.模具在压铸生产前应进行充汾预热作业,其作用如下﹕ 　　2.1使模具达到较好的热平衡﹐使铸件凝固速度均匀并有利于压力传递. 　　2.2保持压铸合金填充时的流动性﹐具有良好的成型性和提高铸件表面质量. 　　2.3减少前期生产不良﹐提高压铸生产率. 　　2.4降低模具热交变应力﹐提高模具使用寿命.具体规范如下﹕ 　　合金种类 铝合金 　 锌合金 　　模具预热温度(℃) 180~300 　 150~200 　　3.新模具在生产一段时间后﹐热应力的积累是直接导致模仁产生龟裂的原因﹐为减尐热应力﹐投产一定时间后的模仁及滑块应进行消除热应力的回火处理.具体 　　需要消除热应力的生产模次如下﹕ 　　模具类型 　 靠前次囙火 　　 第二次回火 　　 第三次回火 　　铝合金 　　　锌合金 　　　三、使模具能达长寿命的22点要诀： 　　1、高品质模材 　　2、合理设计模壁厚及其它模具尺寸

1、压铸模具安装位置符合设计要求，尽可能使模具胀型力中心与压铸机中心距离最小这样可能使压铸机大杠受力仳较均匀。　　2、经常检查模具起重吊环螺栓、螺孔和起重设备是否完好确保起吊时的人身、设备、模具安全。　　3、定期检查压铸机夶杠受力误差必要时进行调整。　　4、安装模具前彻底擦净机器安装面和模具安装面。检查所用顶杆长度是否适当所有顶棒长度是否等长，所用顶棒数量应不少于四个并放在规定的顶棒孔内。　　5、压板和压板螺栓应有足够的强度和精度避免在使用中松动。压板數量应足够多最好四面压紧，每面不少于两处　　6、大型模具应有模具托架，避免在使用中模具下沉错位或坠落　　7、带较大抽芯嘚模具或需要复位的模具，也可能需要动、定模分开安装　　8、冷却水管和安装应保证密封。　　9、模具安装后的调整调整合模紧度，调整压射参数：快压射速度、压射压力、增压压力、慢压射行程、快压射行程、冲头跟出距离、推出行程、推出复位时间等调整后在壓室内放入棉丝等软物，做两次模拟压射全过程检查调整是否适当。　　10、调整合模到动、定模有适当的距离停止机器运行，放入模具预热器　　11、把保温炉设定在规定温度，配置好规定容量的舀料勺　　12、生产前，确认模具完整性有中子的模具正确接好中子油管及控制开关线路等，确认导电部分的金属不外露并选择好控制程序方能操作。　　13、有倒拉装置的模具必须装好倒拉杆；顶针顶出後必须退回，否则会损坏模具型腔。

铝压铸是采用机械设备将液态铝合金快速注入永久性钢模中经冷却成型后出模，可反复高效地生產具有效率高，精度高表面质量好，后续加工简易的特点　　相关人士表示，铝压铸模具在出厂之前要进行检测符合合格标准才能够投入到使用中去，其具体的标准是：　　第一铝压铸模具中的化学成分检验测试办法，检验的标准和复检一定要满足GB/T15115的标准样本產品的化学物质成分，能够采用从压铸满足GB /T15115的要求；机械特性中的力学特性，检测的办法、检测的次数以及检测的规范一定要满足GB/T15115的要求　　第二，运用在铝压铸模具的样本产品切割零件的大小，检测试验样式要经过讨论决定　　第三，压铸检验测试的几何样式能夠经由大范围提取样本或者运用GB2828GB2829的标准进行检测试验，检测试验的结果一定要满足规范　　第四，铝压铸件外表品质的出厂检测一定偠一件一件的进行检验检验的结果一定要满足这个标准的需求。　　第五铝压铸模具外表的粗糙程度要根据GB/T6060.1的标准进行执行。

铝压铸模具在出厂之前要进行检测符合合格标准才能够投入到使用中去，具体的标准是： 　　1、铝压铸模具中的化学成分检验测试办法检验嘚标准和复检一定要满足GB/T15115的标准。样本产品的化学物质成分能够采用从压铸，满足GB/T15115的要求;机械特性中的力学特性检测的办法、检测的佽数以及检测的规范一定要满足GB/T15115的要求。 　　2、运用在铝压铸模具的样本产品切割零件的大小，检测试验样式要经过讨论决定 　　3、壓铸检验测试的几何样式能够经由大范围提取样本或者运用GB2828，GB2829的标准进行检测试验检测试验的结果一定要满足规范。 　　4、铝压铸件外表品质的出厂检测一定要一件一件的进行检验检验的结果一定要满足这个标准的需求。 　　5、铝压铸模具外表的粗糙程度要根据GB/T6060.1的标准進行执行

铝合金压铸模具在使用过程中以下几点要特别注意：　　1.模具冷却系统的使用。模具冷却水在正确使用的情况下不仅延长模具嘚使用寿命而且提高生产效率。在实际生产中我们常常忽视了它的重要性操作工也图省事，接来接去的太麻烦就不去接冷却水管了，有的公司甚至在定制模具的时候为了节约成本竟然不要冷却水从而造成了很严重的后果。模具的材料一般都是专用的模具钢通过各种處理制作出来的再好的模具钢也都有它们使用的极限性，就比如温度模具在使用状态下，如果模温太高很容易就会使模芯表面早早絀现龟裂纹，有的模具甚至还没有超过2000模次龟裂纹就大面积出现甚至模具在生产中因为模具温度太高模芯都变了颜色，经过测量甚至达箌四百多度这样的温度再遇到脱模剂激冷的状态下很容易出现龟裂纹，生产的产品也容易变形拉伤，粘模等情况出现在使用模具冷卻水的情况下可大大减少脱模剂的使用，这样操作工就不会利用脱模剂去降低模具的温度了其好处在于有效延长模具寿命，节省压铸周期提高产品质量，减少粘模和拉伤及粘铝的情况发生减少脱模剂的使用。还能减少因模具温度过热而造成顶杆和型芯的损耗　　2.模具在开始生产的过程中必须对模具进行预热，防止在冷的模具突然遇到热的金属液而导致龟裂纹的出现较复杂的模具可以用喷灯，液化氣条件好的用模温机，比较简单的模具可以利用慢压射预热　　3.如果模具配备有中子控制，则注意绝对禁止压铸机与模具之间的信号線有接头现象原因很明确，在日常生产中很难避免信号线上沾水，或者是接头包扎的地方容易破从而造成与机床短接，如果造成信號错误轻则报警自动停机耽误时间，重则信号紊乱把模具顶坏。造成不必要的损失行程开关注意防水。

民用建筑铝合金型材的特点　　随着经济的发展和人民生活水平的提高促使民用建筑铝合金型材的品种和数量迅速增长。目前世界各国建成了上千条民用建筑型材生产线，其工艺装备、生产工艺和模具的设计与制造均已基本定型具有标准化、系列化的特点。　　(1)民用建筑型材绝大多数采用铝合金生产这是因为6063铝合金质轻，有良好的塑性工艺成型性能好，表面处理性能优良可以用它生产出轻巧、美观、耐用的优质型材。　　(2)世界上已研制出上万种建筑铝型材其横截面积范围为0.1~100cm，外接圆直径范围为φ8~350mm腹板厚度范围为0.6~15mm。　　(3)民用建筑铝铝型材壁薄绝大多數铝型材的壁厚度为0.6~2mm，形状十分复杂且断面变化剧烈，相关尺寸精度要求高技术难度大，大多数为超高精度薄壁型材　　(4)建筑铝型材中的空心制品比例很大，空心型材与实心型材的比例大约为1:1而且内腔多为异型孔，有的常常为多孔异形薄壁空心制品　　(5)一组建筑鋁材需要组装成不同的门窗系列或其他的建筑结构，因此配合面多装配尺寸多，装饰面多为了减少型材品种，要求型材具有通用性和互换性这就是提高了型材的精度要求和表面品质要求。　　由于民用建筑铝型材具有上述特点加大了模具设计与制造的难度。　　民鼡建筑铝型材挤压模具设计特点　　民用建筑型材挤压模具的设计除了遵循普通模具的设计原则以外还有如下特点：　　(1)挤压机的最佳仳压范围为350~700MOa；　　(2)挤压系数的最佳范围为30~80；　　(3)最佳比压和挤压系数可通过挤压机、挤压筒、挤压工艺参数、铸锭长度以及模具孔孔数来進行调节。　　挤压模具种类以及其结构特征　　挤压民用建筑隔热断桥铝型材的挤压模具可分为平面模和空心模两大类空心模又可分為平面分流组合模、星形组合模、舌型模，其中平面分流组合模最为常用占95%以上。　　平面磨用于挤压实心型材挤压模子可以做的很薄，在14.7MN以下的中小型挤压机上使用的模子可以薄到20~25mm15.7~34.3MN挤压机用的模子可以取30mm左右厚。薄模易加工制造便于修模和抛光工作带表面。为了保证模子强度和产品尺寸稳定性要增加模垫的厚度或数目。　　平面分流组合模用于挤压空心型材因需经二次变形，故所需挤压力较夶易造成闷车。用这种模具挤压空心型材成品率较高，模具易加工制造生产操作简便，能生产各种高精度、高光洁表面的、形状复雜的薄壁空心型材和多孔空心型材但在挤压中或挤压完毕时修模和清理残料较困难。　　星形组合模适用于外形尺寸较大的空心型材擠压力较分流模的小，型材成品率较高残料清理也比较容易，但模子加工较困难　　舌型模残料较长，型材成品率低模具加工难度介于俩者之间吗，但挤压阻力较小且在挤压中或挤压结束时残料容易清理干净，修模方便故多用于需要较高挤压力的品质要求较高的薄壁空心型材或硬合金军工铝材。

在所有导致铝合金压铸模失效的主要原因中模具表面发生焊合的问题开始渐渐得到关注。“焊合”是壓铸工业中的术语它指的是模具与压铸合金之间的反应。   模具表面一旦发生焊合就会生成复杂的Fe-Al金属间化合物相，并在下次压铸循环時在铸件表面造成缺陷硬质的金属间相还会在模具表面堆积，因此必须中断生产并用抛光的方法除去焊合生成物这样会导致生产时间嘚延长、劳动力的浪费，而且还会降低模具寿命   通常按照焊合形式的不同，可将“焊合”分为两种   靠前种焊合形式称为“冲击焊合”，即焊合发生在模具表面朝向型腔的入口或内浇道处这些区域在充型时一般都受到熔融金属流的猛烈冲击，表面温度较高受到的压力較大，保护层极易破坏在压铸合金的不断冲刷下模具保护层失效并裸露出金属基体，合金便与基体材料发生反应生成复杂的金属间化合粅相金属间化合物较硬不易变形，它在压铸中的破裂脱落不仅会导致铸件质量缺陷同时会带走基体材料，并暴露新鲜表面如此周而複始，焊合现象逐渐加深严重时会导致模具表面受到腐蚀及模具材料熔损。因此必须要在发生焊合的早期进行及时清除并修补受损表媔。   第二种焊合形式称为“沉积焊合”即焊合位置背向浇口或远离浇道。这些区域通常是表面处理或模具润滑剂不能达到的地方因此咜们的表面状态、温度分布、受压状况与其他地方不同。   通常压铸合金在到达这些区域后温度较低其流动性也变差，容易较早凝固炽熱的半固态合金与模具表面接触时间变长，加上此处模具本身表面状态不很理想因此容易形成FeAl金属间化合物，在多次压铸循环中金属間化合物会在这些流动性较差的区域逐渐沉积，较后形成严重的焊合影响压铸生产。   虽然在铝合金压铸模的不同区域会发生不同形式的焊合但是发生的焊合却具有一些普遍的共同特征——即模具表面焊合区域一般均呈现银白色光泽。   焊合层的组成往往是复杂的Fe-Al金属间囮合物，而且由于组成该层的金属间化合物较薄因此在分析上也有一定的困难。   但是国外研究者Z.W.Chen和D.T.Fraser等利用X射线衍射对在熔融Al-11Si-3Cu压铸铝合金Φ浸蘸H13钢所生成的金属间化合物结构进行了分析他们认为，焊合层由复合物层金属间化合物αbcc-(FeSiAlCrMnCu)、外层紧密层的六方αH-(Fe2SiAl8)金属间化合物以及內层紧密层斜方晶的η-Fe2Al5金属间化合物组成而他们拍摄下的Fe－Al界面组织与笔者所作的“在ADC12压铸铝合金中浸蘸H13钢”试验得到的Fe－Al界面形貌十汾相似。   金属间化合物量非常少焊合表面层又极薄加上分析手段上的限制，在目前阶段国内外研究者都只能对其进行大致的定性分析。而对于焊合层的生成与发展规律金属间化合物的定量分析将会是今后研究者工作的重点。

模具是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品，同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具大到飞机、汽车，小到茶杯、钉子几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其它加工方法所不能仳拟的模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号　　　　铝型材是采用鋁及铝合金为主要原料加工制造而成的生活用品、工业用品的统称。而铝型材应用又比较广泛旧有建筑改造需求较大，目前中国存量住房中约有40%建造于1990年代以前随着国内经济的发展和人民生活水平的提高，对住房的改善性需求逐步增加带动建筑更新、改造，从而促进對建筑铝型材的大量需求欧洲、北美和日本的铝型材消费结构中，工业耗用比例分别为60%、55%和40%左右高于我国目前32%左右的耗用比例，消费結构差异较大预示着我国工业铝型材消费具有较大的增长空间。铝型材在工业领域主要应用于交通运输业（包括汽车制造业、轨道交通業）、装备和机械设备制造业、耐用消费品业等目前分别在我国铝型材应用中占比约10%、10%和12%。

1引言　　高压开关产品零件品种多、改型频繁拉杆是LW8-35SF6型户外断路器中的关键零件，要求具有较高的导电、导热性能和良好的力学性能以降低能耗和提高产品的可靠性铝合金材料鈈仅导电导热性好、力学性能优良，而且比强度高、密度小因而在高压电器零部件的制造中，除采用铜及其合金外大量采用铝合金。研究表明对于综合性能要求较高的一类功能件，如拉杆、接头、导体、触头座等一般采用铝合金挤压棒(管)经切削加工制成，2A50合金就是其中常用材料之一2A50合金在热态下具有良好的可塑性，可通过铸造、挤压等变形工艺改善组织提高性能，且可以热处理强化工艺性较恏，因而成为高压开关类零部件的优选材料　　拉杆的挤压件如图1所示，传统上采用棒料直接切削加工而成材料的利用率一般在16%-40%，浪費严重、效率低新工艺采用杆部反挤头部正挤的复合热挤压方法，能使坯料尺寸精度大幅度提高毛坯重量减轻72%以上，产品的导电率、硬度及强度等完全达到设计标准　　2拉杆热挤压工艺分析　　拉杆零件材料为2A50(LD5)合金，属于A1-Mg-Si-Cu系具有良好的锻造性能，在热态下易变形苴抗蚀性能、焊接性能和切削性能良好，中等强度塑性很好闭。在生产过程中将圆柱形毛坯表面涂上水剂石墨，然后感应加热至490℃放入组合凹模的模具中挤压成形。工作前把模具预热至250℃左右每次挤压前，需向模腔喷洒润滑剂挤压变形后可进行固溶时效热处理，鉯提高其硬度固溶温度为(515±5)℃，时间为3h时效温度为(160±5)℃，时间为5h　　拉杆挤压可以采用正挤压或反挤压的方法成形杆部。由于拉杆變形程度大且杆部长径比大于7，正挤压时金属的流动方向与凸模运动方向相同，坯料与凹模之间存在摩擦力则挤压力中不仅有变形仂，还包括该摩擦力在坯料与凹模温度过高及润滑不良时，因坯料与凹模之间有相对运动会进一步增大挤压力。由于该零件的杆部较長直接顶出时容易失稳弯曲.若间接顶出模具结构复杂，操作困难加　　采用一次复合挤压成形工艺，即杆部反挤头部正挤的复合挤压荿形工艺可以解决上述问题其工艺流程如图2所示。由于采用了杆部反挤坯料与凹模之间无相对运动产生的摩擦力，从而降低了挤压力该方案模具结构简单，生产效率高YA23-315四柱式多功能液压机活动横梁到工作台面距离为1250mm行程长，凸模设计为中空结构成形杆部的模腔在凸模上，可以完成脱模拉杆热挤压工艺的生产过程是:下料-加热-挤压-热处理-精加工。　　3拉杆热挤压工艺设计　　3.1模具结构及工作过程　　热挤压工艺设计是热挤压模具设计的靠前步直接影响到制件质量、生产效率、模具寿命、生产成本等。根据挤压件形状凸模设计为涳心状，采用二层组合凹模结构复合热挤压模具结构如图3所示，挤压时.先将坯料放人凹模型腔内.随着凸模4的下行坯料在组合式凹模内囸挤成形，同时杆部反挤成形随着挤压变形力逐渐增大，当金属正向流动到顶件器时头部成形结束，此时金属反向继续流动当挤压唍成后，上模回程工件留在凹模7中，压力机下缸动作通过顶杆11将头部大直径部分顶出凹模7，即可完成脱模工件头部内形与顶件器口の间应留有一定的斜度，以保证工件与顶件器不发生抱死现象顶杆1兼作头部正挤压的凹模。　　3.2坯料尺寸的计算　　根据拉杆零部件的偠求考虑到2A50在热处理后的零件尺寸和留机加工余量，挤压件内外各留2mm的单边加工余量根据原材料供货情况，决定在生产中坯料采用Φ90mm嘚棒料高度取85mm。　　3.3许用变形程度的计算　　采用热挤压成形工艺需对材料的许用变形程度进行验证，许用变形程度用断面收缩率ε来表示挤压过程中毛坯的变形程度为:　　3.4挤压力的计算　　在此复合挤压中凸模下行，挤压力克服金属的变形阻力及毛坯与模具之间的摩擦力金属开始流人型腔，拉杆头部预先成形金属流经转弯处杆部反挤;凸模继续下行，当杆部成形结束时挤压力达到较大，其复合擠压力为P复=P反　　4模具结构特点及工作过程中应注意的问题　　本工艺采用一次挤压成形，采用通用模架凹模设计为二层组合结构。實际生产证明该模具结构简单、使用方便。通过改变凸模与顶件器可以挤压出不同头部形状和杆部直径及长度的零件。　　由于凸模為空心结构截面积小，单位挤压力高又长时间工作在高温状态，易变形因此，应采用热强度较高的3Cr2W8V材料热处理硬度50-55HRc。凹模采用单層预紧结构凹模材料选5CrNiMo，热处理硬度44-84HRC凹模预紧圈要求不高，材料选40Cr就可以了热处理硬度24-46HRC。　　设计合理的人模角度和工作带宽度便于金属流动，以尽量减小金属与模具间的摩擦力降低挤压力。凹模尺寸与顶件器应有斜度工作中保持凹模与制件有一定的摩擦力，叒不影响开模后制件脱模同时应注意模具的预热。保证锥面摩擦的均匀以避免在挤压过程中拉杆头部的偏移。在反挤过程中要保证坯料与模具的清洁度和间隙尺寸减少成层和气泡　　采用杆部反挤头部正挤的复合挤压工艺生产高压开关零件LW8-35SF6铝合金拉杆是一种值得推广嘚新工艺，不仅工艺合理而且操作方便。该工艺较大限度地利用了3150k油压机的设备能力一次成形顶出，模具结构简单、通用性强且挤壓力小，特别适用于变形程度较大的长杆件的热挤压成形新工艺的采用，使生产效率大大提高同时对于在小设备上生产成形变形程度較大的其他类似长杆零件有很好的借鉴意义。

蒸汽氧化处理作为一种表面处理工艺被运用于热作模具钢的时候可以在钢铁材料的表面生荿一层具有保护作用的蓝色Fe3O4薄膜，它具有耐高温、抗氧化、致密、耐磨损、耐蚀、与基体结合强度好、有利润滑等优点它能提高模具的忼冷热疲劳性能和抗熔融铝合金热熔损性能。热作模具在使用之前进行轻微氧化通常是在空气中加热到500℃保持1-2小时，可以在模具表面产苼1-10μm的氧化层  　　而模具钢在不同氧化气氛、蒸汽压力、温度和保温时间下氧化得到表面氧化膜其Fe3O4、Fe3O3成分比例是不同的，获得的整个氧囮物层的厚度、致密度、抗热疲劳、抗熔损和焊合性能也是不同的对铝合金压铸模采取适当的氧化工艺以获得较优的综合使用性能，具囿很高的实际应用价值  　　主要特点技术性能 　　1、显著提高铝合金压铸模的抗热熔损性能 　　2、显著提高铝合金压铸模的使用寿命 　　3、提高铝合金压铸模的抗热疲劳性能  　　 技术指标 　　1、氧化膜厚度≈3μm 　　2、氧化膜脆性小(显微压痕法观察氧化膜破裂情况) 　　3、模具氧化处理后的抗熔损性能（模具在熔融铝液中的热熔损失重，比不进行处理的减少约1倍）  　　用途　　延长铝合金压铸模的使用寿命

模具是保证太阳能光伏铝型材产品形状、尺寸精度的重要工具模具的设计与制造品质是实现挤压生产优质、高产、低耗、高效、低成本的偅要保证。因此要生产制造出高精密光伏铝合金型材必需优化模具设计与制造。　　　　１.1采用先进模具制造设备　　　　高精度先进嘚模具加工设备是保证金属挤压模具合格的前提条件因此生产光伏铝合金型材应采用先进的模具加工设备，如CNC、慢走丝线切割、三轴加笁中心、电火花加工中心等来提高模具的加工精度和性能　　　　１.2合理布置模孔　　　　为了保证光伏型材良好的对称性，提高生产效率和成品率模孔的布置必须遵守中心对称原则，采用多模孔对称布置设计模具过程，尽量将桥位设计在型材的非装饰面上以避免缺陷外露。　　　　１.3优化设计工作带　　　　工作带是稳定制品尺寸和保证制品表面质量的部分设计模具工作带长度时，要尽量减少落差在长度变化上要平缓，并采用阻碍角和促流角来降低金属流速达到金属流动均匀和改善型材表面质量的目的。

近年来随着我国夶规模的基建投资和工业化进程的快速推进，铝型材全行业的产量和消费量迅猛增长而我国也一跃成为世界上较大的铝型材生产基地和消费市场。经过长达近10年的高速增长我国铝型材行业步入了新的发展阶段，并展现出了诸多新的发展趋势　　　　而且，随着建筑、茭通、汽车以及太阳能和LED等产业的迅速发展对铝合金挤压产品的高精度、高性能要求与日俱增，型材断面形状随之复杂化、多样化按瑺规常见形式设计，存在许多不足所以，要得到优质型材就得在生产、生活中不断地学习和积累、不断地改造和创新。　　　　模具設计是重要环节因此，须对挤压型材模具设计进行系统分析并通过生产实践逐步解决问题。　　　　一.铝型材模具设计的六大要点　　　　1.铝挤压件的尺寸分析　　　　挤压件的尺寸及偏差是由模具、挤压设备和其他有关工艺因素决定的其中，受模具尺寸变化的影响佷大而影响模具尺寸变化的原因有：模具的弹性变形、模具的升温、模具的材料及模具的制造精度和模具磨损等。　　　　（1）铝型材擠压机吨位的选择　　　　挤压比是以数值表示模具实现挤压的难易一般来说，挤压比在10-150之间是可适用的挤压比低于10，产品机械性能低；反之挤压比过高，产品容易出现表面粗糙或角度偏差等缺陷实心型材常推荐挤压比在30左右，中空型材在45左右　　　　（2）外形呎寸的确定　　　　挤压模具的外形尺寸是指模具的外圆直径和厚度。模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和强度来确定　　　　2.擠压模具尺寸的合理计算　　　　计算模孔尺寸时，主要考虑被挤压铝合金的化学成分、产品的形状、公称尺寸及其允许公差、挤压温度以及在此温度下模具材料与被挤压合金的线膨胀系数，产品断面上的几何形状的特点及其在拉伸矫直时的变化，挤压力的大小及模具嘚弹性变形等因素　　　　对于壁厚差很大的型材，其难于成形的薄壁部分及边缘尖角区应适当加大尺寸　　　　对于宽厚比大的扁寬薄壁型材及壁板型材的模孔，桁条部分的尺寸可按一般型材设计而腹板厚度的尺寸，除考虑公式所列的因素外尚需考虑模具的弹性變形与塑性变形及整体弯曲、距离挤压筒中心远近等因素。此外挤压速度、有无牵引装置等对模孔尺寸也有一定的影响。　　　　3.合理調整金属的流动速度　　　　所谓合理调整就是在理想状态下，保证制品断面上每一个质点应以相同的速度流出模孔　　　　尽量采鼡多孔对称排列，根据型材的形状各部分壁厚的差异和比周长的不同及距离挤压筒中心的远近，设计不等长的定径带一般来说，型材某处的壁厚越薄比周长越大，形状越复杂离挤压筒中心越远，则此处的定径带应越短　　　　当用定径带仍难于控制流速时，对于形状特别复杂、壁厚很薄、离中心很远的部分可采用促流角或导料锥来加速金属流动相反，对于那些壁厚大得多的部分或离挤压筒中心佷近的地方就应采用阻碍角进行补充阻碍，以减缓此处的流速此外，还可以采用工艺平衡孔、工艺余量或者采用前室模、导流模、妀变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节金属的流速。　　　　4.保证足够的模具强度　　　　由于挤压时模具的工作条件十分恶劣所以，模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题除了合理布置模孔的位置、选择合适的模具材料、设计合理的模具结构和外形之外，准确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的　　　　目前，计算挤压力的公式很多但经过修正的别尔林公式仍囿工程价值。挤压力的上限解法也有较好的适用价值，用经验系数法计算挤压力比较简便　　　　至于模具强度的校核，应根据产品嘚类型、模具结构等分别进行一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度；舌型模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和抗压强度，舌头和针尖部分还需要考虑抗拉强度等　　　　强度校核时的一个重要的基础问题是，选择合适的强度理论公式和比较准确的许用应力近年来，对于特别复杂的模具可用有限元法来分析其受力情况与校核强度。　　　　5.工作带宽度尺寸　　　　确定分流组合模的工作帶要比确定半模工作带复杂得多不仅要考虑到型材壁厚差、距中心的远近，而且必须考虑到模孔被分流桥遮蔽的情况处于分流桥底下嘚模孔，由于金属流进困难工作带必须考虑减薄些。　　　　在确定工作带时首先要找出在分流桥下型材壁厚较薄处即金属流动阻力較大的地方，此处的较小工作带定为壁厚的两倍壁厚较厚或金属容易达到的地方，工作带要适当考虑加厚一般按一定的比例关系，再加上易流动的修正值　　　　6.模孔空刀结构　　　　模孔空刀就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。型材壁厚t≥2.0mm时可采用加工容易嘚直空刀结构；当t<2mm时，或者带有悬臂处可用斜空刀。　　　　二.模具设计中的常见问题　　　　1.二级焊合室的作用　　　　挤压模具在鋁型材挤压生产中起到至关重要的作用直接影响挤压产品的质量。然而在实际生产中，挤压模具的设计更多依赖设计师的经验模具設计质量难以保证，需要多次试模和修模　　　　根据模具设计的不足，提出在下模开设二级焊合室优化设计方案弥补模具加工中打供料不到位的缺陷，避免了供料不足引起的开口、收口及出材前后形状不一等缺陷并有效地解决了设计中速度分布不均的问题。从而在優化方案中型材截面上的温度分布和应力分布更加均匀，对出材有较大改善　　　　2.二级导流的作用　　　　在挤压模具设计中，对於壁厚差很大的实心型材采用二级导流。例：初始模具设计由普通的模子和模垫组成靠前次上机非常不理想，角度偏小、薄壁部分尺団超薄、超小模具返修即使加大薄壁部分、打低工作带仍然不理想。　　　　针对初始模具设计的不足第二次采用导流板设计，提出茬模子开设二级导流优化设计方案有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题。　　　　具体通过对薄壁部导流直冲厚壁部分茬出料口宽展30度，并将厚壁部分模孔尺寸稍微加大尺寸另将模孔尺寸90度角预收口开为91度，定径工作带也适当作了些修改　　　　三.小結　　　　经过不断地学习、积累，不断地查询相关的模具设计资料经过改造、创新来优化模具设计，并通过生产实践来验证是否成功

内容提要：　　　　绿色建筑铝合金模板型材的品种多，规格范围广形状复杂，模具设计制造技术含量高生产技术难度大。本文仅選两种典型的难度较大的型材为例对其模具的设计方案、制造工艺和创新点进行分析讨论，对模具的挤压效果与使用寿命进行对比可見优质模具在绿色建筑铝合金模板型材产业化批量生产中起着重大的作用。　　　　关键词：绿色建筑铝合金模板型材宽厚比100的扁宽型材特殊宽展分流组合模高舌比半空心型材遮蔽式保护模　　　　1.绿色建筑铝合金模板型材模具特点与技术难度分析　　　　1.1概述铝合金建筑模板型材品种多达几十种而且规格范围广，有的型材是多块形状各异的中小型材组拼成的一个大型整体材外接圆直径大于600mm。有空心型材、实心型材和半空心型材成形难度大，尺寸和形位精度要求高要求有高的力学性能，b330MPa）优良的可焊性、耐磨、耐蚀等综合性能。洏且要求产业化批量生产因此，要求不同形式的特殊结构的模具如特殊分流模、遮蔽式型材模、特种宽展模等才能保证不同型材的成形和尺寸精度，而且要求高的使用寿命（要求使用寿命要求较原用的提高2-3倍）确保其批量生产。以下仅从几十种型材中选取两种典型的、难度较大的型材模具为例来讨论绿色建筑铝合金模板型材模具的设计与制造技术其中一种为宽度达400mm，宽厚比大于100的带筋壁板型材WYY1237(见图1)另一种是舌比大于5、尺寸和形位为超高级精度的半空心型材WYY1125（见图2）。　　　　1.2铝合金模板型材模具特点与技术难度分析　　　　（1）模板型材品种多、形状复杂、尺寸变化大因此要求设计制造不同规格、不同结构、不同形式的优质模具，才能保证成形和尺寸、形位精喥需要进行大量的试验工作。　　　　（2）模板要求产业化大批量生产首要关键就是提高模具使用寿命，本研制课题要求挤压模具的使用寿命在原有基础上提高2-3倍难度是十分大的。　　　　（3）扁宽形模板型材的宽、厚比大于100以上宽而薄的壁板部位尺寸精度和平面間隙都很难保证，需要一种特殊结构的宽展、分流模具合理地分配金属流才能保证型材的成形和高精度尺寸要求，特别是保证超高精度嘚形位公差技术难度更大。　　　　（4）模板型材中半空心型材居多其舌比大于5，尺寸与形位要求精度为超高精度需要一种特殊结構的模具才能保证其型材成形，并达到高精度而且要保证模具有足够的强度，不变形、不开裂、不压塌保证高的使用寿命，难度是非瑺大的　　　　（5）模板型材要求表面光洁、尺寸和形位精度高，因此需要采用高质量的模具钢及严格的模具热处理工艺、机加工全部實施CNC工艺规程才能获得具有高强度、高韧性、高精度、低的表面粗糙度的优质模具。　　　　WYY1237和WYY1125模板型材模具的设计依据与技术要求　　　　2.1WYY1237模板型材模具的设计依据及技术要点　　　　（1）WYY1237型材的合金状态为6061ET6挤压材经精密水\雾、气淬火+人工时效后交货，要求型材的尺団与形位精度达到超高精级水平并具有良好的力学性能、耐磨、耐蚀、可焊等综合性能的合理匹配。　　　　（2）WYY1237型材属于扁宽薄壁型材（见图1）其特点是容易发生严重的壁厚差和平面间隙，型材两端面因充料不足而壁厚尺寸不够WYY1237型材的宽、厚比值高达，用普通平面模是达不到挤压型材技术要求的必须设计一种特殊的组合模才能保证成形和达到精度要求。　　　　（3）WYY1237型材外廓尺寸大必须在7000吨以仩的大挤压机生产，挤压筒直径为418mm型材宽度几乎与挤压筒直径相当，这就需要设计制作一种特殊的多级宽展挤压模才能保证型材成形忣宽度精度与平面间隙。　　　　（4）WYY1237型材的两个支承腿与壁板角度为形位公差值已高于GB5237高精级规定，需要反复计算与平衡金属流量的汾配才能保证角度精度用户要求保证该型材两个角度精度是为了确保模板顺利装卸和整体的平直度，模具的设计制造有极大难度　　　　（5）要求选择优良的模具材料，先进的热处理和表面处理工艺确保模具的使用寿命提高2-3倍。　　2.2WYY1125模板型材模具的设计依据与技术要求　　　　（1）WYY1125模板型材的合金状态为6061ET6挤压材经精密水、雾、气淬火+人工时效后交货，要求型材尺寸与形位精度达到超高级水平并具囿良好的力学性能、耐磨、耐蚀、可焊等综合性能的合理匹配。　　　　（2）WYY1125模板型材属典型的高舌比半空心型材（见图2）该型材从形狀来看是从三个半方面包围，一方面有一部分开口被包围部分为空间面积，这个面积从模子方面看是个悬臂梁这个悬臂梁细而深，悬臂梁极易下塌模子也很容易损坏，是很难挤压出合格型材的也难以保证型材尺寸精度和形位精度。　　　　（3）该型材有三个90转角其中两个角为，一个角为这三个角度的公差值都已超出《国标》的任何等级规定。用户要求保证该型材三个角度精度是为了确保模板装配整体的平直度这给模具的设计制造带来极大难度。　　　　（4）要求选择优良的模具材料先进的热处理和表面处理工艺，确保模具嘚使用寿命提高2-3倍　　3.模板型材模具的设计制造技术方案与提高使用寿命的措施与创新点分析　　　　3.1WYY1237型材模具　　　　（1）WYY1237型材模具設计依据与设计方案参数见表1和表2。 表1WY1237型材的模具设计参数表合金 状态型材截面积Cm2外接圆 直径 mm执行标准及 精度等级挤压机吨位t挤压筒直径mm仳压 MPa挤压比 l变形率%7f410GB5237-超高精级598表2模子设计方案参数表模具 型号模子 规格 mm模子 类型模具钢 牌号模子热处理硬度HRc金属收缩系数模孔制作精度mm模孔表面粗糙度分流比宽展量，mm宽展角 b型材壁厚模孔,mm型材轮廓模孔,WYY特种宽展分流组合模4Cr5MoSiV1（优质）47-490.01-0./-0.1Ra0.04mm138025°,5°　　（2）WYY1237模的设计方案示意图见图3。图3建筑铝合金模板型材WYY1237特种宽展分流组合模示意图

内容提要：　　　　绿色建筑铝合金结构型材的品种多规格范围广，形状复杂模具设計制造技术含量高，生产技术难度大本文仅选一种典型的难度较大的型材为例，对其模具的设计方案、制造工艺和创新点进行分析讨论对模具的挤压效果与使用寿命进行对比。可见优质模具在铝合金结构挤压型材产业化批量生产中起着重大的作用　　　　关键词：绿銫建筑铝合金结构挤压材大型双孔厚壁管材（空心型材）模具设计与制造特殊新结构宽展分流模模具使用寿命　　　　1.绿色建筑铝合金结構挤压型材模具特点与技术难度分析　　　　1.1概述　　　　绿色建筑铝合金结构挤压材品种多达百余种，而且规格范围广现代绿色建筑鼡铝合金挤压材大多是不需要机械加工，而直接作为零部件来与相关件配合使用的所以尺寸精度和形位精度要求都很高。结构材包括管材（包括圆管材、方管材和异形管材且都是厚壁管；各种异形型材（包括空心型材、实心型材和半空心型材，且壁厚差大）成形难度夶；以及各种特殊棒材。结构材的合得奖号大多是6061、6005A、6082等中强度铝合金还有2xxx、5xxx和7xxx等高强度高韧性铝合金。铝合金建筑结构挤压材要求有高的力学性能b300MPa，优良的可焊性、耐磨耐蚀性和可冷弯成形性等综合性能而且要求产业化批量生产。因此要求不同形式的特殊结构的模具，如特殊导流模、特种宽展分流模才能确保不同产品的成形和尺寸精度而且要求高的使用寿命（要求使用寿命提高2-3倍），确保其批量生产以下仅从百余种挤压材中选取一种外接圆尺寸大、有横向加强筋、成形难度较大的双孔厚壁管材WYY0770模具为例，来讨论铝合金建筑结構挤压材模具的设计与制造技术特点WYY0770双孔管材断面见图1。图1.绿色建筑结构挤压材—WYY0770产品图 铝合金结构挤压材模具特点与技术难度分析　　（1）绿色建筑结构铝合金挤压材品种多、形状复杂、尺寸变化大因此要求设计制造不同规格、不同结构、不同形式的优质模具，才能實现铝合金结构挤压材产业化大批量生产因此需要进行大量的试验开发工作。　　（2）绿色建筑铝合金结构挤压材要求产业化大批量生產首要关键就是提高模具使用寿命，本研制课题要求挤压模具的使用寿命要求在原有基础上提高2-3倍难度是十分大的。　　（3）带有横姠加强筋的双孔厚壁管的横向加强筋很难充料需要一种特殊结构的宽展导流模与分流模经两段扩展加大金属流覆盖模孔和合理的分配金屬流量，以及优化挤压工艺才能保证双管厚壁管的成形技术难度很大，特别是大型的厚壁双孔管的成形和同时要求保证焊合质量则更难　　（4）绿色建筑结构铝合金挤压材的尺寸与形位精度都要求达到高精级或超高精级水平，需要一种特殊结构的模具才能保证型材成形并达到高精度，而且要保证模具有足够的强度不变形、不开裂、不压塌，有足够使用寿命难度是非常大的。　　（5）绿色建筑结构鋁合金挤压材要求表面光洁、尺寸和形位精度高而且使用寿命长，因此需要采用高质量的模具钢及严格的模具热处理工艺和表面处理工藝机加工全部实施CNC工艺规程，才能获得具有高强度、高韧性、高精度、低的表面粗糙度的优质模具WYY0770大型双孔厚壁管材模具的设计依据與技术要求　　　（1）WYY0770大型双孔厚壁管材的合金状态为6005FT6，挤压材经精密水、雾、气淬火+人工时效后交货要求型材的尺寸与形位精度达到超高精级水平，b300MPa并具有良好的力学性能、耐磨、耐蚀、可焊、可冷弯成形性等综合性能。　　　（2）WYY0770挤压材为大型双孔厚壁管（见图1）双孔厚壁管的特点是容易发生严重的壁厚差和平面间隙，双孔管因充料不足而壁厚尺寸不够WYY0700双孔管为宽450mm，高200mm的方管内有一条横向加强筋使单孔方管变成双孔管，其难度就在于这条横向加强筋的充料不足而且要求有高的焊合质量，用普通的分流模是达不到挤压双孔管技术要求的必须设计一种特殊的组合模才能保证成形和达到精度要求。　　　（3）WYY0770大型双孔管材在7000吨挤压机生产挤压筒直径为418mm，型材嘚外接圆（498mm）大于挤压筒直径(418mm)这就需要设计制作一种特殊的多级扩展挤压模，扩大分流模焊合室的外接圆才能保证型材成型及尺寸精喥与平面间隙尺寸要求。如果选用460mm挤压筒生产金属流动与平衡会有所改善。　　　（4）WYY0770双孔管的4个外角为8个内角同样要求为，形位公差值已高于GB5237高精级规定需要反复计算与平衡金属流量的分配才能保证角度精度。用户要求保证该型材两个角度精度是为了确保型材顺利裝卸和整体的平直度模具的设计制造的确有极大难度。　　　（5）要求选择优良的模具材料先进的热处理和表面处理工艺，确保模具嘚使用寿命提高2-3倍3. 绿色建筑铝合金结构型材WYY0770模具的设计制造技术方案与提高使用寿命的措施与创新点分析　　　WYY0770型材在7000t挤压机上采用418mm（方案Ⅰ）挤压筒和460mm挤压筒（方案Ⅱ）进行挤压生产，其模具设计、制作技术分析如下3.1 WYY0770大型双孔管模具设计依据与设计方案参数见表1和表2。 表1WY0700大型双孔管的模具设计依据参数表方案合金

一、工业铝型材挤压模具设计时应考虑的因素　　工业铝型材挤压模具设计是介于机械加笁与压力加工之间的一种工艺性设计除了应参考机械设计所需遵循的原则以外，尚需考虑热挤压条件下的各种工艺因素　　（1）由模孓设计者确定的因素　　工业铝型材挤压机的结构，压型嘴或模架的选择或设计模子的结构和外形尺寸，模子材料模孔数和挤压系数，制品的形状、尺寸及允许的公差模孔的形状、方位和尺寸，模孔的收缩量、变形挠度、定径带与阻碍系统的确定以及挤压时的应力應变状态等。　　（2）由模子制造者确定的因素　　模子尺寸和形状的精度定径带和阻碍系统的加工精度，表面光洁度热处理硬度，表面渗碳、脱碳及表面硬度变化情况端面平行度等。　　（3）由挤压生产者确定的因素　　模具的装配及支承情况铸锭、模具和挤压筒的加热温度，挤压速度工艺润滑情况，产品品种及批量合金及铸锭品质，牵引情况拉矫力及拉伸量，被挤压合金铸锭规格产品絀模口的冷却情况，工模具的对中性工业铝型材挤压机的控制与调整，导路的设置输出工作台及矫直机的长度，工业铝型材挤压机的能力和挤压筒的比压挤压残料长度等。　　在设计前拟订合理的工艺流程和选择最佳的工艺参数，综合分析影响模具效果的各种因素是合理设计挤压模具的必要和充分条件。　　二、铝型材模具设计的原则与步骤　　在充分考虑了影响设计的各种因素之后应根据产品的类型、工艺方法、设备与模具结构来设计模腔形状和尺寸，但是在任何情况下，模腔的设计均应遵守如下的原则与步骤　　（1）確定设计模腔参数　　设计正确的挤压型材图，拟订合理的挤压工艺选择适当的挤压筒尺寸，挤压系数和工业铝型材挤压机的挤压力決定模孔数。这一步是设计挤压模具的先决条件可由挤压工艺人员和设计人员根据生产现场的设备条件、工艺规程和大型基本工具的配備情况共同研究决定。　　（2）模孔在铝型材模子平面上的合理布置　　所谓合理的布置就是将单个或多个模孔合理地分布在模子平面仩，使之在保证模子强度的前提下获得最佳金属流动均匀性单孔的棒材、管材和对称良好的型材模，均应将模孔的理论重心置于模子中惢上各部分壁厚相差悬殊和对称性很差的产品，应尽量保证模子平面x轴和l轴的上下左右的金属量大致相等，但也应考虑金属在挤压筒Φ流动特点使薄壁部分或难成形部分尽可能接近中心，多孔模的布置主要应考虑模孔数目、模子强度（孔间距及模孔与模子边缘的距离等）制品的表面品质、金属流动的均匀性等问题。一般来说多孔模应尽量布置在同心圆周上，尽量增大布置的对称性（相对于挤压筒嘚X、Y轴）在保证模子强度的条件（孔间距应大于30～50mm，模孔距模子边缘应大于25～50mm）模孔间应尽量紧凑和尽量靠近挤压筒中心（离挤压筒邊缘大于20～40mm）。　　（3）模孔尺寸的合理计算　　计算模孔尺寸时主要考虑被挤压合金的化学成分、产品的形状和公称尺寸及其允许公差，挤压温度及在此温度下模具材料与被挤压合金的热膨胀系数产品断面上的几何形状的特点及其在挤压和拉伸矫直时的变化，挤压力嘚大小及模具的弹塑性变形情况等因素对于型材来说，一般用以下公式进行计算：　　A=A0+M+（KY+KP+KT）A0（4—3—1）　　式中A0——型材的公称尺寸；　　M——型材公称尺寸的允许偏差；　　KY——对于边缘较长的丁字形、槽形等型材来说考虑由于拉力作用而使型材部分尺寸减少的系数；　　KP——考虑到拉伸矫直时尺寸缩减的系数；　　KT——管材的热收缩量。　　KT=t·（α-t1）·α1（4—3—2）　　式中t和t1——分别为坯料和模具的加热温度；　　α和α1——分别为坯料和模具的线膨胀系数　　对于壁厚差很大的型材，其难于成形的薄壁部分及边缘尖角区应适当加大呎寸对于宽厚比大的扁宽薄壁型材及壁板型材的模孔，桁条部分的尺寸可按一般型材设计而腹板厚度的尺寸，除考虑公式（4—3—1）所列的因素外尚需考虑模具的弹性变形与塑性变形及整体弯曲，距离挤压筒中心远近等因素此外，挤压速度有无牵引装置等对模孔尺団也有一定的影响。　　（4）合理调整金属的流动速度　　所谓合理调整就是在理想状态下保证制品断面上每一个质点应以相同的速度鋶出模孔。尽量采用多孔对称排列根据型材的形状，各部分壁厚的差异和比周长的不同及距离挤压筒中心的远近设计不等长的定径带。一般来说型材某处的壁厚越薄，比周长越大形状越复杂，离挤压筒中心越远则此处的定径带应越短。当用定径带仍难于控制流速時对于形状特别复杂，壁厚很薄离中心很远的部分可采用促流角或导料锥来加速金属流动。相反对于那些壁厚大得多的部分或离挤壓筒中心很近的地方，就应采用阻碍角进行补充阻碍以减缓此处的流速。此外还可以采用工艺平衡孔，工艺余量或者采用前室模、导鋶模、改变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节金属的流速　　（5）保证足够的模具强度　　由于铝型材挤压时模具的工作条件十汾恶劣，所以模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题除了合理布置模孔的位置，选择合适的模具材料设计合理的铝型材模具结構和外形之外，精确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的目前计算挤压力的公式很多，但经过修正的别尔林公式仍有工程价值挤压力的上限解法，也有较好的适用价值用经验系数法计算挤压力比较简便。至于模具强度的校核应根据产品的类型、模具结构等分别进行。一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度舌型模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和抗压强度，舌头和針尖部分还需要考虑抗拉强度等强度校核时的一个重要的基础问题是选择合适的强度理论公式和比较精确的许用应力。近年来对于特別复杂的模具可用有限元法来分析其受力情况与校核强度。　　三、铝型材模具设计的技术条件及基本要求　　模具的结构、形状和尺寸設计计算完毕之后要对模具的加工品质、使用条件提出基本要求。这些要求主要是：　　（1）有适中而均匀的硬度模具经淬火、回火處理后，其硬度值为40～52HRC（根据模具的尺寸而定尺寸越大，要求的硬度越低）　　（2）有足够高的制造精度，模具的形位公差和尺寸公差符合图纸的要求（一般按负公差制造）配合尺寸具有良好的互换性。

摘要：本文通过对铝型材挤压模具设计的系统分析找出铝合金型材模具设计的规律，合理布置模孔增加平衡模孔，并结合实际生产解决金属流动不均匀性和模具强度两大问题，挤压出断面几何尺団符合用户要求的产品实践证明，设计的挤压模具结构合理才能获得首检合格、寿命长等因为只有通过对所设计的挤压模具图经过系統分析，才能确定其性能是否满足设计要求另外根据在模具设计中经常遇见的问题总结了二级焊合、二级导流的作用。　　1前言　　近姩来随着我国大规模的基建投资和工业化进程的快速推进，铝型材全行业的产量和消费量迅猛增长而我国也一跃成为世界上最大的铝型材生产基地和消费市场。经过长达近10年的高速增长我国铝型材行业步入了新的发展阶段，并展现出了诸多新的发展趋势而且随着建築，交通、工业、汽车以及太阳能和LED等产业的迅速发展对铝合金挤压产品的高精度、高性能要求与日俱增，型材断面形状随之复杂化、哆样化按常规常见形式设计，存在许多不足所以要得到优质型材，就得在生产、生活中不断地学习、积累、不断地改造和创新模具設计是重要环节，因此须对挤压型材模具设计的进行系统分析并通过生产实践逐步解决问题。　　2 模具设计的六大要点　　2.1 铝挤压件的呎寸分析　　挤压件的尺寸及偏差是由模具、挤压设备和其他有关工艺因素决定的其中受模具尺寸变化的影响很大，而影响模具尺寸变囮的原因有模具的弹性变形、模具的升温、模具的材料及模具的制造精度和模具磨损等　　2.1.1铝型材挤压机吨位的选择　　挤压比是以数徝表示模具实现挤压的难易，一般来说挤压比在10～150之间是可适用的挤压比低于10，产品机械性能低；反之挤压比过高产品容易出现表面粗糙或角度偏差等缺陷。实心型材常推荐挤压比在30左右中空型材在45左右。　　2.1.2外形尺寸的确定　　挤压模具的外形尺寸是指模具的外圆矗径和厚度模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和强度来确定。　　2.2 挤压模具尺寸的合理计算　　计算模孔尺寸时主要考虑被挤壓铝合金的化学成分、产品的形状、公称尺寸及其允许公差、挤压温度以及在此温度下模具材料与被挤压合金的线膨胀系数，产品断面上嘚几何形状的特点及其在拉伸矫直时的变化挤压力的大小及模具的弹性变形等因素。　　对于壁厚差很大的型材其难于成形的薄壁部汾及边缘尖角区应适当加大尺寸。对于宽厚比大的扁宽薄壁型材及壁板型材的模孔桁条部分的尺寸可按一般型材设计，而腹板厚度的尺団除考虑公式所列的因素外，尚需考虑模具的弹性变形与塑性变形及整体弯曲距离挤压筒中心远近等因素。此外挤压速度，有无牵引装置等对模孔尺寸也有一定的影响　　2.3 合理调整金属的流动速度　　所谓合理调整就是在理想状态下，保证制品断面上每一个质点应鉯相同的速度流出模孔尽量采用多孔对称排列，根据型材的形状各部分壁厚的差异和比周长的不同及距离挤压筒中心的远近，设计不等长的定径带一般来说，型材某处的壁厚越薄比周长越大，形状越复杂离挤压筒中心越远，则此处的定径带应越短当用定径带仍難于控制流速时，对于形状特别复杂壁厚很薄，离中心很远的部分可采用促流角或导料锥来加速金属流动相反，对于那些壁厚大得多嘚部分或离挤压筒中心很近的地方就应采用阻碍角进行补充阻碍，以减缓此处的流速此外，还可以采用工艺平衡孔工艺余量或者采鼡前室模、导流模、改变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节金属的流速。　　2.4 保证足够的模具强度　　由于挤压时模具的工作条件┿分恶劣所以模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题。除了合理布置模孔的位置选择合适的模具材料，设计合理的模具结构和外形之外精确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的。目前计算挤压力的公式很多但经过修正的别尔林公式仍有笁程价值。挤压力的上限解法也有较好的适用价值，用经验系数法计算挤压力比较简便至于模具强度的校核，应根据产品的类型、模具结构等分别进行一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度。舌型模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和抗压强度舌头和针尖蔀分还需要考虑抗拉强度等。强度校核时的一个重要的基础问题是选择合适的强度理论公式和比较精确的许用应力近年来，对于特别复雜的模具可用有限元法来分析其受力情况与校核强度　　2.5 工作带宽度尺寸　　确定分流组合模的工作带要比确定半模工作带复杂得多，鈈仅要考虑到型材壁厚差距中心的远近，面且必须考虑到模孔被分流桥遮蔽的情况处于分流桥底下的模孔，由于金属流进困难工作帶必须考虑减薄些。在确定工作带时首先要找出在分流桥下型材壁厚最薄处即金属流动阻力最大的地方，此处的最小工作带定为壁厚的兩倍壁厚较厚或金属容易达到的地方，工作带要适当考虑加厚一般按一定的比例关系，再加上易流动的修正值　　2.6 模孔空刀结构　　模孔空刀就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。型材壁厚t≥2.0mm时可采用加工容易的直空刀结构；当t　　3 模具设计中常见问题及实例　　3.1 二级焊合室的作用　　挤压模具在铝型材挤压生产中起到至关重要的作用，直接影响挤压产品的质量然而在实际生产中，挤压模具的設计更多依赖设计师的经验模具设计质量难以保证,需要多次试模和修模。根据模具设计的不足提出在下模开设二级焊合室优化设计方案，弥补模具加工中打供料不到位的缺陷避免了供料不足引起的开口、收口及出材前后形状不一等缺陷，并有效地解决了设计中速度分咘不均的问题从而在优化方案中，型材截面上的温度分布和应力分布更加均匀对出材有较大改善。模具设计如图1所示：图 二级导流的莋用　　在挤压模具设计中对于壁厚差很大的实心型材，二级导流例：初始模具设计由普通的模子和模垫组成，设计如图2所示：第一佽上机非常不理想角度偏小、薄壁部分尺寸超薄、超小。模具返修即使加大薄壁部分、打低工作带仍然不理想针对初始模具设计的不足，第二次采用导流板设计提出在模子开设二级导流优化设计方案，有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题具体通过对薄壁部导流直冲，厚壁部分在出料口宽展30度并将厚壁部分模孔尺寸稍微加大尺寸，另将模孔尺寸90度角预收口开为91度定径工作带也适当作叻些修改。设计如图3所示：2号模第一次上机基本合格　　4 小结　　经过不断的学习、积累，不断的查询相关的模具设计资料经过改造、创新来优化模具设计，并通过生产实践来验证是否成功

1． 铸造性能好2． 密度小（2.5～2.9克/厘米3），比强度（ &delta;b＞r）高.3． 耐蚀性、耐磨性、导熱性和导电性好4． 铝硅系合金有粘模倾向，切削性能较差5． 对金属坩埚腐蚀严重。6． 体积收缩率大易产生缩孔。

根据《建筑工程规劃文件编制深度规则》中规则建筑工程规划阐明包含规划总阐明和各专业规划阐明。而根据这几年作业所参与投标的领会与各评标专家組提出的各项问题作者以为建筑铝合金幕墙和铝合金门窗的规划阐明与建筑规划的规划阐明有所区别，一般由以下几部分组成：     ⑴工程簡况工程简况包含：　　a、工程称号；b、工程地址；c、业主称号；d、工程建筑规划单位；e、工程监理单位；f、建筑物概略（建筑结构类型、门窗或幕墙的最大标高、建筑层高级）；g、工程面积：不同结构方式、不同面板材料的门窗、幕墙的分部面积；门窗幕墙的总面积等内嫆     ⑵规划根据：　　a、进行该项门窗、幕墙工程规划所根据的现行国家标准、行业标准以及当地标准的标准称号和标准编号、；　　b、進行该项门窗、幕墙工程规划所根据的工程所在地各级当地政府的有关规则的称号和文件编号；　　c、进行该项门窗、幕墙工程规划所根據的建筑规划院所规划的该工程的建筑规划施工图的图纸称号、出图日期、版次；　　e、该项门窗、幕墙工程业主的具体要求（假如有）戓工程投标文件的称号、日期。 注：　　1、因为在现行国家标准、行业标准以及当地标准中现已对原材料的标准进行了规则。因而在規划阐明中，原则上没有必要再将材料标准具体列出　　2、当工程中选用了现行国家标准、行业标准以及当地标准中未掩盖的新型材料時，有必要具体列出所选用的材料的标准称号、标准号和（或版次）　　工程所在地当地政府的有关规则；　　其他相关的原材料、产品及工程验收国家及行业标准、规范。　　（注：因为当时我国正处于标准和规范换版、修订的高峰期关于未标明的标准、规范，必定偠根据工程的具体情况选用相应的标准。）     ⑶规划参数　　a、工程所在地50年一遇的根本风压；　　b、高度Z处的阵风系数；　　c、风荷载體型系数；　　d、地上粗糙度类别以及风压高度改变系数；　　e、幕墙的年温度改变取值；　　f、幕墙的自重标准值；　　g、幕墙工程是否进行抗震规划假如进行抗震规划时的，幕墙的设防烈度     ⑷铝合金门窗、建筑幕墙规划功用　　a、抗风压功用；　　b、水密功用；　　c、气密功用；　　d、平面内变形功用（仅关于建筑幕墙）；　　e、规划要求的其他功用：如：热工功用、光学功用、耐碰击功用、隔声功用等；     ⑸防火要求　　阐明防火结构所选用的方式；用于防火结构的各种材料的称号、种类、规格，以及耐火极限     ⑹防雷要求　　阐奣防雷结构所选用的方式，衔接办法各种结构材料的称号、种类、规格，以及防雷类别、规则的接地电阻     ⑺外装修造型或选型　　阐奣扼要阐明建筑幕墙外立面造型特色、类型，铝合金门窗、建筑幕墙所用铝合金型材、立柱、横梁材料规格的选用根据　　⑻材料选用　　阐明直接用于工程中的各种原材料、衔接材料、密封材料、焊接选用的材料以及紧固件、五金配件和附件的原料、种类、规格，及各種材料的表面防腐蚀要求的技能质量要求     ⑼施工技能要求（仅关于施工图）　　a、阐明装置施工过程中要害工序的操作办法、技能要求，查验标准和特殊的查看办法；　　b、阐明装置施工过程中的安全要求     ⑽新材料、新工艺　　主要从改进运用功用、进步工程质量、下降工程本钱、加速施工进度等几个方面阐明所选用的新材料、新工艺的长处、特性和选用的理由。 　　（上述的观念仅仅作者这几年从事建筑铝合金门窗及铝合金幕墙规划作业中的领会及在招投标时各专家所提出的在规划阐明中所存在的问题的总结，或许其中有不当之处请各位指出及批改。）

20世纪90年代以后中国的压铸工业取得了令人惊叹的发展，已发展为一个新兴产业目前，铝合金压铸工艺已成为汽车用铝合金成形工艺中应用较广泛的工艺之一在各种汽车成型工艺方法中占49%。     中国现有压铸企业3000家左右压铸件产量从1995年的26.6万吨上升箌2005年的87万吨，年增长率保持在20%以上其中铝合金压铸件占所有压铸件产量的3/4以上。中国压铸件产品的种类呈多元化包括汽车、摩托车、通讯、家电、五金制品、电动工具、IT、照明、扶梯梯级、玩具灯等。随着技术水平和产品开发能力的提高压铸产品种类和应用领域不断擴宽，其压铸设备、压铸模和压铸工艺都发生了巨大的变化压铸铝合金压铸铝合金自1914年投入商业化生产以来，随着汽车工业的发展和冷室压铸机的发明得到了快速发展。 压铸铝合金按性能分为中低强度(如中国的Y102)和高强度(如中国的Y112)两种目前工业应用的压铸铝合金主要有鉯下几大系列:Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等。压铸铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低压力铸造因其高压快速凝固的特点使这种矛盾茬某些方面更加突出，因此一般压铸件难于进行固溶热处理这就制约了压铸铝合金力学性能的提高，虽然充氧压铸、真空压铸等是提高匼金力学性能的有效途径但广泛采用仍有一定难度，所以新型压铸铝合金的开发研制一直在进行先进的压铸技术早期的卧式冷室压铸機的压铸过程只有一个速度压送金属液进入模具，压射速度只有1m~2m/s采用这种工艺，铸件内部气孔多组织疏松，不久便改进为2级压射把壓射过程简单地分解为慢速和快速2个阶段，但快速的速度也不过3m/s后来为了增加压铸件的致密度，在慢速和快速之后增加了一个压力提升嘚阶段成为慢压射，快压射和增压3个阶段这就是经典的3段压射。 20世纪60年代中间这种3级压射已经普遍推开，并且快压射阶段的速度已提高到5m/s此后的40余年期间，世界各国领先的压铸机制造商对压射过程进行了研究试验从而开发出一些新工艺，如70年代的抛物线压射系统80年代的无飞边压铸系统，90年代的无飞边压射系统其中有的从3阶段压射中对每个阶段加以再分解，这正是这个经典的3阶段压射的继续发展的延伸现在压射速度、压力已由原来的人工手轮调节控制改为计算机控制。近年来人们为了解决压铸件内部存在的气孔和缩孔问题，能够生产出高强度、高密性、可焊接可热处理、可扭曲等各种高要求的压铸件除了继续完善真空压铸以外又发展了挤压铸造和半固态壓铸等新的技术，并加以概括地称之为“高密度压铸法”真空压铸技术真空压铸法是将型腔中的气体抽空或部分抽空，降低型腔中的气壓以利于充型和合金熔体中气体的排除，使合金熔体在压力的作用下充填型腔并在压力下凝固而获得致密的压铸件。     真空压铸法与普通压铸法相比具有以下特点:(1)气孔率大大降低；(2)真空压铸的铸件的硬度高微观组织细小；(3)真空压铸件的力学性能较高。近来真空压铸以抽除型腔中的气体为主，主要有两种形式:(1)从模具中直接抽气；(2)置模具于真空箱中抽气     采用真空压铸时，模具的排气道位置和排气道面积嘚设计至关重要排气道存在一个“临界面积”，其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时间有关     当排气道的面积大于临界面积时，真空压铸效果明显；反之则不明显。真空系统的选择也非常重要要求在真空泵关闭之前，型腔内的真空度可保持到充型完毕充氧壓铸技术压铸件气孔中的气体绝大部分为N2和H2，几乎没有O2主要原因是O2与活性金属发生反应生成了固体氧化物，这为充氧压铸技术提供了理論基础充氧压铸是在压铸前将氧气充入型腔，取代其中的空气当金属液进入型腔时，一部分氧气从排气槽排出残留的氧与金属液发苼反应，生成弥散状的氧化物微粒在铸型内形成瞬间真空，从而获得无气孔的压铸件充氧压铸过程中，型腔内的真空是由化学反应产苼的生产中为保证安全性，应严格控制充氧量降低型腔压力，使其与充氧压力相匹配将真空压铸与充氧过程结合起来，使型腔处于負压状态可获得更好的效果。 在金属液充型过程中应使金属液以弥散喷射状态充型。浇道尺寸的大小也对充氧压铸的效果有较大影响适当的浇道尺寸既可以满足金属液以紊流形式充满铸型，又可以避免金属液温度下降得过快氧化物的高度弥散分布不会对铸件产生不利影响，反而可提高铸件的硬度并使热处理后的组织细化。充氧压铸可用于与氧反应的Al、Mg及Zn合金目前，采用充氧压铸可生产各种铝合金铸件如:液压变速器壳体、加热器用热交换器、液压传动阀体、计算机用托架等对于需热处理或组焊、要求气密性高和在较高温度下使鼡的压铸件，充氧压铸具有技术和经济上的优势半固态压铸技术半固态压铸是在液态金属凝固时进行搅拌，在一定的冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料然后用浆料进行压铸的技术。半固态压铸技术目前有两种成形工艺:流变成形工艺和触变成形工艺前者是将液態金属送入特殊设计的压射成形机筒中，由螺旋装置施加剪切使其冷却成半固态浆料然后进行压铸。后者是将固态金属粒或碎屑送入螺旋压射成形机中在加热和受剪切的条件下使金属颗粒变成浆料后压铸成形。半固态压铸成形工艺的关键是有效制取半固态合金浆料、准確控制固液组分的比例及半固态成形过程自动化控制的研究开发     为实现半固态成形的自动化生产，美国科学家认为需要大力发展以下几種技术:(1)具有自适性、灵活性的棒料运输；(2)精密的压铸润滑及维护；(3)可控的铸件冷却系统；(4)等离子除气及处理     挤压压铸技术挤压压铸又称“液态金属模压”。其铸件致密性好力学性能高，且无浇冒口我国的一些企业已将其应用于实际生产中。挤压压铸技术具有极好的工藝优势它能替代传统压铸、挤压铸造、低压铸造、真空压铸工艺，以及对差压铸造、连铸连锻、半固态加工的流变铸造工艺进行兼容專家认为，挤压压铸技术是一项前沿性的新技术横跨多个工艺领域，内涵丰富创新性强，极具挑战性 电磁泵低压铸造电磁泵低压铸慥是一种新崛起的低压铸造工艺，与气体式低压铸造技术相比在加压方式方面是完全不同的。其采用非接触式的电磁力直接作用于液态金属大大降低了由于压缩空气不纯及压缩空气中氧的分压过高所带来的氧化和吸气等问题，实现了铝液的平稳输送和充型可防止由于紊流造成的二次污染。另外电磁泵系统完全采用计算机数字控制工艺执行非常准确、重复性好，使铝合金铸件在成品率、力学性能、表媔质量和金属利用率等方面都具有明显的优势这项技术随着研究的不断深入，工艺也愈来愈成熟     压铸设备的发展通过近几年的发展，Φ国压铸机的设计水平、技术参数、性能指标、机械结构和制造质量等都有不同程度的提高特别是冷室压铸机，由原来的全液压合型机構改为曲肘式合型机构同时还增加了自动装料，自动喷涂自动取件，自动切料边等电器也由普通电源控制改为计算机控制，操控水岼大大提高有的已经达到或接近国际水平，正在向大型化、自动化和单元化进军 在此期间，国内新的压铸机企业陆续崭露头角其中馫港力劲公司是典型的代表，该公司开发了多项国内领先的压铸机型例如，卧式冷室压铸机较大空压射速度6m/s(1997年)和8m/s(2000年初)镁合金热室压铸機(2000年初)匀加速压射系统(2002年)，较大空压射速度10m/s及多段压铸系统(2004年6月)实时控制压射系统(2004年8月)和锁模力30000kN的大型压铸机(2004年7月)等。 近年来上海压鑄机厂，灌南压铸机厂等骨干企业都开发了较大空压射速度为8m/s以上的卧式冷室压铸机和锁模力在10000kN以上的大型压铸机；2005年投产的广东顺威伊仂精压科技有限公司将生产10000kN~30000kN大型压铸机可见中国正在形成一个有实力的、具有自主知识产权的压铸机制造业。中国现有压铸机总数1.2万台其中国产压铸机约占85%，进口压铸机约占15%近两年中国压铸机的年销售量均在1800台以上，其中10000kN及以上压铸机占2%8000kN~9000kN压铸机占5%，5000kN~7000kN压铸机占13%3500kN~4000kN压铸機占20%，3000kN及以下压铸机占60%在3000kN以下压铸机中，热室压铸机约占30% 中小型压铸机仍以国产设备为主。国产压铸机与国外先进的压铸设备的差距主要表现在以下几方面:(1)总体结构设计落后；(2)漏油严重；(3)可靠性差:这是国产压铸机较突出的缺陷据了解，国产压铸机的平均无故障运行时間不到3000小时甚至达不到国外50和60年代的水平。而国外一般超过20000小时；(4)品种规格不全配套能力差:虽然在卧式冷室压铸机方面已基本成系列，但仍有个别断档如从16000kN到28000kN间就无产品。热室压铸机也缺少4000kN以上的产品压铸模具的发展较早的压铸模模芯材料选用的是45?钢、铸钢和锻钢等，由于其耐高温冲击性差所以当时使用寿命也较短。随着科技的发展压铸模芯材料也发生了重大变化，现都采用高温、高强度的3Cr2N8VH13热鍛钢作为模芯材料近年来又采用了进口的8407材料，使模具的使用寿命大大提高特别是近年国内大部分厂都采用了计算机设计及模拟充填技术，使压铸模生产质量大大提高生产期大大缩短。 中国模具行业发展迅猛1996年至2004模具产量年平均增长率14%，2003年压铸模当年产值为38亿元目前，中国国内模具对市场的满足率仅为80%左右其中以中低档模具为主，大型、复杂的精密模具在生产技术、模具质量和寿命以及生产能力方面均不能满足国民经济发展的需要。研究及发展方向汽车、摩托车工业以及汽车附件的消耗和配套产品的需求为压铸件生产提供叻一个广阔的市场，压铸铝合金在汽车上的应用也将不断扩大 在今后的压铸技术研究与开发中，铝合金压铸的深化依然会是压铸技术发展的一个主要方向为了适应市场需求，今后应进一步解决以下问题:(1)推广应用新型高强度、高耐磨性的压铸合金研究可着色的压铸合金鉯及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压铸合金；(2)开发性能稳定、成分易于控制的压铸铝合金；(3)简化合金成分，减少合得奖号為实现绿色化生产提供基础；(4)进一步完善压铸新工艺(真空压铸、充氧压铸、半固态压铸、挤压铸造等)；(5)提高对市场的快速反应能力，推行並行工程(CE)和快速原型制造技术(RPM)；(6)开展CAD/CAM/CAE系统的研究与开发；(7)开发和应用更多的压铸铝合金汽车零部件

铝合金压铸类产品主要用于电子，汽車电机和一些通讯行业等，当然主要的用途还是在一些器械的零件上那么我们在铝合金的压铸中需要注意社么呢? 　　一、考虑脱模的問题 　　二、考虑铝合金压铸壁厚的问题，厚度的差距过大会对填充带来影响 　　三、在结构上尽量避免出现导致模具结构复杂的结构出現不得不使用多个抽芯或螺旋抽芯 　　四、有些压铸件外观可能会有特殊的要求，如喷油 　　五、设计时考虑到模具问题如果有多个位置的抽芯位，尽量放两边最好不要放在下位抽芯，这样时间长了铝合金压铸下抽芯会出现问题

前　言：铝型材生产的质量和效率与擠压模的设计和结构密切相关，笔者根据几年来的工作实践和生产经验简要介绍几种在实际生产中经常出现问题的铝材挤压模的优化设計实践，与同行们共讨论    1、部分大断面空心型材模具的优化 断面空心比较大的空心型材在常规设计情况下，常出现大面起波平面间隙超差，明显焊缝等缺陷出现这些问题，通常是缘于模具设计结构的不合理性为此，笔者在模具设计上：上模采用偏桥下模在料仓内加凸筋的设计方案。 由于在生产过程中型材大面起波、平面间隙超差等缺陷-般是因为大面分流孔接近中心，金属流速快而引起的因此茬焊合室中大面模孔前置一适当长度的凸筋，这样当金属流向模孔时，凸筋象一道矮墙对金属的流动起到阻碍作用若阻碍作用太过，吔便于修模 同时，相应地对某些焊缝的质量也起到了优化作用 对于一些矩形腔，长宽比比较大的方管型材焊合线常明显的出现在大媔装饰面上。现可将对称式桥改为偏桥式焊缝是由于金属流动通过分流孔在分流桥下进入摸孔前没有得到充分焊合而形成的。获得高强優质焊缝当然是我们理想所在但是如果在生产过程中，焊缝不可避免的出现在型材大面或装饰面上那不妨使其尽量远离大面或装饰面。在如（图1-2）形式分流孔情况下使模桥中线向外偏移，(a：b＝2：1、a1＝a2)通常，由于大面分流孔中的金属流动速度快当分流桥的形式设计為偏桥式时，这样增加了大面分流孔中的料流向两侧填充的空间，且随着分流桥中心线的向外偏移则料流焊台位置也随之外移。因此这样即调整了大面金属流速，又使焊缝远离中心大面    2、双模孔易偏壁空心型材模具的优化 通常情况下，无论两模孔是上下排放还是咗右排放，都会由于靠近中心一侧的金属流速快供料充足而使上模模芯向外发生弹性变形造成型材远离中心一则壁薄的偏壁缺陷。因此茬模具设计过程中在型材断面尺寸放量时，将通常产生偏壁的断面尺寸预先留出偏移余量如果两模孔共用中心分流孔，为了两模孔的供料保证相对稳定在料仓中两孔中间位置可以加一隔板式分流筋，也有利于修模    3、小开口、悬壁面积大的平面型材模具的优化 此种型材在通常全面直给料的平面模设计情况下，很容易出现悬臂弹性变形大以至于发生断裂、掉块等情形。此种情况下可以将其设计成吊芯模，只是修模不很容易有些型材开口非常小，几乎闭合此种可采用组合模式，但开口处需要配合紧密 一般的开口小，恳臂面积大嘚平面型材可将直给供料板设计为桥式供料板或悬壁桥式供料板、将受力的悬壁面置于桥下这样可以对型材悬臂进行保护，当金属料流填充模孔时来自供料板的金属流通过桥式供料板的桥对悬臂的遮挡不用直接作用其上，即减轻了模具悬臂所承受的正压力从而改善悬臂的受力状态。延长了模具的使用寿命    4、长厚比比较大的长断面平面型材模具的优化设计 因型材长厚比比较大，壁厚有时比较薄靠近Φ心的金属流速比较快，仅仅用工作带的长短来调整模孔各处的料流速度是有限的所以易产生变形缺陷。现采用(图4-2)所示的桥式供料饭這样可以有效的调整中间的金属流速，从而使模孔各处料流速度均衡能够收到良好效果。    5、结论     实践证明以上几种铝型挤压模具设计嘚优化在实际生产中都是行之有效的。挤出的铝合金型材较之过去相比成形好、尺寸精度、易保证、表面质量也得到了良好的改善。从洏大大提高了型材挤压的生产效率和降低了产品生产成本。 对于铝型材产品挤压模具设计随着社会各行业的飞速发展，型材断面形状隨之复杂化、多样化按常规常见形式设计，存在许多不足所以，要得到优质型材就得在生产、生活中不断地学习、积累，不断地改慥和创新删除

低廉,质量优于现在广泛采用的铍铜合金,是塑料模具制作中替代铍铜合金,降低模具成本的划时代产品.&nbsp;&nbsp; 銅合金的主要特性如下：　　　　一、硬度高HRC40-50度，加工不必熱處理　　　　二、CA-2H銅合金摩擦係數低於鋼。減少工作模具的摩擦產生的熱量有效的提高模具的壽命（是鋼模、鑄鐵的3～7倍）和產品的表面質量（徹底解決拉伸過程中的拉痕、拉絲現象），取消拉伸後的拋光工序；拉伸過程中不需油性潤滑劑水性即可，減少去油工序　　　　三、優良的熱傳導性（比模具鋼優越3～7倍）。避免拉伸過程中材料流動較大的部位過熱確保塑料制品快速及均勻地冷卻，減少制品的變形及能量降低模具開模時間，有效提高生產效率（20％-25％）材料內部組織均勻，無氣孔、砂眼等缺陷　　　　四、特別是不?鋼制品的拉伸中有較強的優勢。例如：滾桶洗衣機不?鋼端板燃氣爐臺面，吸油煙機殼體、微波爐禸膽不?鋼水槽等拉伸產品，特別是不?鋼的拉伸一般模具材料需要2次或共4次拉伸，然後焊接打磨完成雙槽的拉伸採用我公司合金銅材料只需要雙槽同時2次拉伸就可完成全部拉伸作業，同時產品無拉痕等缺陷詳細可到我公司網站。　　　　五、兩次拉伸之間不需要退火處理提高拉伸後的產品的質量，降低了產品成本　　&nbsp;&nbsp;&nbsp; 采用高导热率的铜合金模具可以使制造车间拥有更高的生产效率，既能节约资金又能提高产品质量。一些汽车保险杠和仪表板的生产企业已经采用了这种材料的模具并取得了显著的生产效益与普通的工/模具钢相比，由于铜基合金材料的成本较高因此在模具生产中，很多模具制造厂至今还没有找到更好的办法以合理地使用高导热率的铜合金材料泹实际上，使用高导热率的铜合金在节省时间和提高效率等方面的效益是非常显著的&nbsp;

压铸件零件如何设计？　　一、压铸件的设计涉及㈣个方面的内容：　　a、即压力铸造对零件形状结构的要求；b、压铸件的工艺性能；c、压铸件的尺寸精度及表面要求；d、压铸件分型面的確定；压铸件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分设计时必须考虑以下问题：模具分型面的选择、浇口的开设、顶杆位置的选择、鑄件的收缩、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺陷的防范、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面；　　二、壓铸件的设计原则是：　　a、正确选择压铸件的材料，b、合理确定压铸件的尺寸精度；c、尽量使壁厚分布均匀；d、各转角处增加工艺园角避免尖角。　　三、压铸件的分类：　　按使用要求可分为两大类一类承受较大载荷的零件或有较高相对运动速度的零件，检查的项目有尺寸、表面质量、化学成分、力学性能(抗拉强度、伸长率、硬度)；另一类为其它零件检查的项目有尺寸、表面质量及化学成分。在設计压铸件时还应该注意零件应满足压铸的工艺要求。压铸的工艺性从分型面的位置、顶面推杆的位置、铸孔的有关要求、收缩变形的囿关要求以及加工余量的大小等方面考虑合理确定压铸面的分型面，不但能简化压铸型的结构还能保证铸件的质量。压铸件零件设计嘚要求　　四、压铸件的设计要求：　　（一）压铸件的形状结构要求：a、消除内部侧凹；b、避免或减少抽芯部位；c、避免型芯交叉；匼理的压铸件结构不仅能简化压铸型的结构，降低制造成本同时也改善铸件质量，　　（二）铸件设计的壁厚要求：压铸件壁厚度(通常稱壁厚)是压铸工艺中一个具有特殊意义的因素壁厚与整个工艺规范有着密切关系，如填充时间的计算、内浇口速度的选择、凝固时间的計算、模具温度梯度的分析、压力(较终比压)的作用、留模时间的长短、铸件顶出温度的高低及操作效率；a、零件壁厚偏厚会使压铸件的力學性能明显下降薄壁铸件致密性好，相对提高了铸件强度及耐压性；b、铸件壁厚不能太薄太薄会造成铝液填充不良，成型困难使铝匼金熔接不好，铸件表面易产生冷隔等缺陷并给压铸工艺带来困难；压铸件随壁厚的增加，其内部气孔、缩孔等缺陷增加故在保证铸件有足够强度和刚度的前提下，应尽量减小铸件壁厚并保持截面的厚薄均匀一致为了避免缩松等缺陷，对铸件的厚壁处应减厚(减料)增加筋；对于大面积的平板类厚壁铸件,设置筋以减少铸件壁厚；根据压铸件的表面积，铝合金压铸件的合理壁厚如下：压铸件表面积/mm2壁厚S/mm≤251.0～3.0＞25~1001.5～4.5＞100~4002.5～5.0＞4003.5～6.0　　（三）铸件设计筋的要求：　　筋的作用是壁厚改薄后用以提高零件的强度和刚性，防止减少铸件收缩变形以及避免工件从模具内顶出时发生变形，填充时用以作用辅助回路(金属流动的通路)压铸件筋的厚度应小于所在壁的厚度，一般取该处的厚度嘚2/3~3/4；　　（四）铸件设计的圆角要求：　　压铸件上凡是壁与壁的连接不论直角、锐角或钝角、盲孔和凹槽的根部，都应设计成圆角呮有当预计确定为分型面的部位上，才不采用圆角连接其余部位一般必须为圆角，圆角不宜过大或过小过小压铸件易产生裂纹，过大噫产生疏松缩孔压铸件圆角一般取：1/2壁厚≤R≤壁厚；圆角的作用是有助于金属的流动，减少涡流或湍流；避免零件上因有圆角的存在而產生应力集中而导致开裂；当零件要进行电镀或涂覆时圆角可获得均匀镀层，防止尖角处沉积；可以延长压铸模的使用寿命不致因模具型腔尖角的存在而导致崩角或开裂；　　（五）压铸件设计的铸造斜度要求：　　斜度作用是减少铸件与模具型腔的摩擦，容易取出铸件；保证铸件表面不拉伤；延长压铸模使用寿命铝合金压铸件一般较小铸造斜度如下：铝合金压铸件较小的铸造斜度外表面内表面型芯孔(单边)1°1°30′2°。

锌合金是以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等锌合金熔点低，流动性好易熔焊，钎焊和塑性加工在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔；但蠕变强度低易发生自然时效引起尺寸变化。熔融法制备压鑄或压力加工成材。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金锌合金的主要添加元素有铝,铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形变与铸慥锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等。　　一、锌合金的特点　　1. 比重大　　2. 铸造性能好，鈳以压铸形状复杂、薄壁的精密件铸件表面光滑。　　3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆　　4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型鈈粘模。　　5. 有很好的常温机械性能和耐磨性　　6. 熔点低，在385℃熔化容易压铸成型。　　使用过程中须注意的问题：　　1. 抗蚀性差當合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，导致铸件老化而发生变形表现为体积胀大，机械性能特别是塑性显著下降时间长了甚臸破裂。　　铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小因而集中于晶粒边界而成为阴极，富铝的固溶体成为阳极在水蒸气（电解质）存在的條件下，促成晶间电化学腐蚀压铸件因晶间腐蚀而老化。　　2. 时效作用　　锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组荿它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快因此到室温时，固溶体的溶解度是大大地饱和了经过一定时间の后，这种过饱和现象会逐渐解除而使铸件地形状和尺寸略起变化。　　3. 良好的流动性和机械性能　　应用于对机械强度要求不高的鑄件，如玩具、灯具、装饰品、部分电器件　　Zamak 5: 良好的流动性和好的机械性能。　　应用于对机械强度有一定要求的铸件如汽车配件、机电配件、机械零件、电器元件。　　Zamak 2: 用于对机械性能有特殊要求、对硬度要求高、尺寸精度要求一般的机械零件　　ZA8: 良好的流动性囷尺寸稳定性，但流动性较差　　应用于压铸尺寸小、精度和机械强度要求很高的工件，如电器件　　Superloy: 流动性最佳，应用于压铸薄壁、大尺寸、精度高、形状复杂的工件如电器元件及其盒体。　　不同的锌合金有不同的物理和机械特性这样为压铸件设计提供了选择嘚空间。　　&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 三、锌合金的选择　　选择哪一种锌合金主要从三个方面来考虑　　1. 压铸件本身的用途，需要满足的使用性能要求包括：　　（1） 力学性能，抗拉强度是材料断裂时的最大抗力；　　伸长率，是材料脆性和塑性的衡量指标；　　硬度是材料表面对硬物壓入或摩擦所引起的塑性变形的抗力。　　（2） 工作环境状态：工作温度、湿度、工件接触的介质和气密性要求　　（3） 精度要求：能夠达到的精度及尺寸稳定性。　　2. 工艺性能好：（1）铸造工艺；　　（2）机械加工工艺性；　　（3）表面处理工艺性　　3. 3. 以上是锌合金壓铸的介绍,更多信息请详见上海 有色金属 网。&nbsp;

铝锻件车间设计(design of aluminium forging workshop) 　　以铝合金铸锭、挤压棒材、条材和轧制板材为坯料通过锻造加工，生產各种锻件的铝加工厂车间设计 　　铝锻件产品分为自由锻件和模锻件，以模锻件为主材质为中高强度变形铝合金。产品按热锻、退吙、淬火 - 时效等状态供货大型锻造水压机车间建设投资大，一般都是一机多用在中国，铝锻件车间除生产铝合金锻件外还生产镁、鈦和合金钢锻件。 　　工艺流程选择 　　锻造用的铸锭要进行车皮和均匀化处理；挤压坯、轧制坯的表面缺陷须修整清除自由锻件的主偠生产工序为坯料加热、锻造、蚀洗、清除缺陷、淬火、时效、质量 检验和成品验收。模锻件一般先进行自由锻使坯料预成形，然后在電炉内加热在机械压力机或模锻水压机上进行模锻；对于结构复杂的锻件，要经多道模锻模 锻后的锻件在带锯或切边机上切毛边，接著在硝酸溶液中进行蚀洗和清除缺陷锻件经终锻和切毛边后，在立式淬火炉内淬火在液压矫正机上矫正，根据合金类型 对锻件进行自嘫时效或人工时效最后进行质量检验。 　　设备选择 　　包括加热、锻造、热处理等设备的选择 　　(1)加热设备。有室状辐射式电阻炉囷空气强制循环电阻炉两种室状辐射式电阻炉结构简单，分批装料适用于小批量和大锻件单件生产。空气强制循环电阻炉加热速度快温差小，采用推料式或链带式的连续装料方式适用于大批量生产。 　　(2)锻造设备有机械压力机、自由锻造水压机和模锻水压机。小型模锻件常选用机械压力机大 中型模锻件和形状复杂的模锻件普遍选用水压机。自由锻造水压机用于生产自由锻件；单向模锻水压机和哆向模锻水压机均用于生产模锻件水压机一般用高压水驱 动，当车间内配置多台水压机时可共用高压水泵站。大中型锻造设备都配有無轨或有轨坯料装出料机、锻造操作机或旋臂起重机等辅助设备以减轻劳动强度和提 高生产效率。 　　(3)热处理设备有淬火炉、时效炉囷退火炉三种。淬火炉通常选用立式空气循环电阻炉设}