(一)铝合金型材在取料和移动及拉伸过程中不得彼此碰擦，拉扯，堆叠，拥堵，缠绕在一起，应彼此间预留必定的间隔。对易曲折，出料长短的铝合金型材要及时处置，必要时作好彼此间的维护处置。     (二)铝合金型材拉伸必定要在铝合金型材冷却到50度以下(裸手能紧握)方可移到拉伸架上进行拉伸作业，温度过高即拉伸既会烫坏人体，烫坏毛条，更因为不能彻底消除铝合金型材内应力而在时效前后呈现曲折，扭拧，功能不良等废品。     (三)因毛条有阻热发出效果，装饰外表需求高的铝型材必定要多上下前后翻转，以利散热均匀，减少因散热不均结晶度不一然后发生的横向亮斑缺点，特别是大宽面，壁偏厚铝型材更要留意。     (四)留意宽厚比高的，悬壁长的，弧度大的，壁厚巨细悬殊的，形状奇怪等型材的小脚，薄齿，长腿，圆弧面，倾斜面，开口，视点等的受力状况，避免型材部分或点状尺度变形，扭拧，螺旋等缺点发生。     (五)拉伸量的操控在1%摆布，例如25M的铝合金型材拉伸量应在把该型材拉直后再拉伸25CM摆布，但绝不能超越2%。生产中应根据铝揉捏型材出料实际状况和各种具体需求(开口尺度，外表质量，外形尺度，内径尺度，壁厚巨细，延伸率等)加以调整，在彼此对立的技能需求中寻求能同时满意各种具体需求的拉伸量。拉伸量过高会发生头中尾尺度误差，外表水纹状麻花(鱼鳞)痕，延伸率低，硬度偏高发脆(塑性低)。过低的拉伸量会使型材抗压强度及硬度偏低，乃至时效(淬火)也无法提高硬度，型材易弧形曲折(俗称大刀弯)。     (六)为操控拉伸变形量和非常好的操控整条型材的尺度变化，要选用适宜的专用夹垫和适宜的方式方法。特别是开口料，圆弧料，悬臂料，以及曲折形状的型材更要留意拉伸夹垫的合理有用运用。必要时拉伸型材中心要有人控持扶正或塞垫以确保头中尾各段之间的垃伸尺度契合铝合金型材需求。

(一)：铝合金型材在取料和移动及拉伸过程中不得相互碰擦，拉扯，重叠，拥挤，缠绕在一起，应相互间预留一定的间隔。对易弯曲，出料长短的铝合金型材要及时处理，必要时作好相互间的保护处理。　　(二)：铝合金型材拉伸一定要在铝合金型材冷却到50度以下(裸手能紧握)方可移到拉伸架上进行拉伸工作，温度过高即拉伸既会烫伤人体，烫坏毛条，更因为不能完全消除铝合金型材内应力而在时效前后出现弯曲，扭拧，性能不良等绝对废品。　　(三)：因毛条有阻热散发作用，装饰表面要求高的铝型材一定要多上下前后翻转，以利散热均匀，减少因散热不均结晶度不一从而产生的横向亮斑缺陷，特别是大宽面，壁偏厚铝型材更要注意。　　(四)：注意宽厚比高的，悬壁长的，弧度大的，壁厚大小悬殊的，形状怪异等型材的小脚，薄齿，长腿，圆弧面，倾斜面，开口，角度等的受力情况，防止型材局部或点状尺寸变形，扭拧，螺旋等缺陷发生。　　(五):拉伸量的控制在1%左右，例如25M的铝合金型材拉伸量应在把该型材拉直后再拉伸25CM左右，但绝不能超过2%。生产中应根据铝挤压型材出料实际情况和各种具体要求(开口尺寸，表面质量，外形尺寸，内径尺寸，壁厚大小，延伸率等)加以调整，在相互矛盾的技术要求中寻求能同时满足各种具体要求的拉伸量。拉伸量过高会产生头中尾尺寸偏差，表面水纹状麻花(鱼鳞)痕，延伸率低，硬度偏高发脆(塑性低)。过低的拉伸量会使型材抗压强度及硬度偏低，甚至时效(淬火)也无法提升硬度，型材易弧形弯曲(俗称大刀弯)。　　(六):为控制拉伸变形量和更好的控制整条型材的尺寸变化，要采用合适的专用夹垫和合适的方式方法。特别是开口料，圆弧料，悬臂料，以及弯曲形状的型材更要注意拉伸夹垫的合理有效使用。必要时拉伸型材中间要有人控持扶正或塞垫以确保头中尾各段之间的垃伸尺寸符合铝合金型材要求。

        铜合金是专业应用于塑料模具冷却镶件和拉伸模具镶件的材料,在塑料模具中完全替代铍铜合金的新兴材料,其突出特点是 价格 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.   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、微波爐內膽，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。　　    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，但实际上，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。 

1)化学成分合金的化学成分应符合GB/T 15114-1994的规定。  　　2)力学性能 　　①当采用铸造模具试样检验时，其力学性能应符合GB/T 15114-1994规定②当采用铸造模具本体检验时，其指定部位切取试样的力学性能不得低于单铸试样的75%，若有特殊要求，可由供需双方商定。 　　3)铸造模具尺寸 　　①铸造模具的几何形状和尺寸应符合铸件图样的规定。 　　②铸造模具的尺寸公差应按GB/T 6414-1999的规定执行。有特殊规定和要求时，须在图样上注明。 　　③铸造模具有形位公差要求时，可参照表5；其标注方法按GB/T 15114-1994的规定。 　　④铸造模具的尺寸公差不包括铸造斜度，其不加工表面：包容面以小端为基准，被包容面以大端为基准；待加工表面：包容面以大端为基准，被包容面以小端为基准，有特殊规定和要求时，须在图样上注明。 　　4)铸造模具需要机械加工时，其加工余量按GB/T 15114-1994的规定执行。若有特殊规定和要求时，其加工余量须在图样上注明。 　　5)表面质量 　　①铸造模具表面粗糙度应符合GB/T 15114-1994的规定。 　　②铸造模具不允许有裂纹、欠铸、疏松、气泡和任何穿透性缺陷。 　　③铸造模具允许有擦伤、凹陷、缺肉和网状毛刺等缺陷。但其缺陷的程度和数量应该与供需双方同意的标准相一致。 　　④铸造模具的浇口、飞边、溢流口、隔皮、顶杆痕迹等应清理干净。但允许留有痕迹。 　　⑤若图样无特别规定，有关压铸工艺部分的设置，如顶杆位置、分型线的位置、浇口和溢流口的位置等由生产厂自行规定，否则图样上应注明或由供需双方商定。 　　⑥铸造模具需要特殊加工的表面，如抛光、喷丸、镀铬、涂覆、阳极氧化、化学氧化等须在图样上注明或由供需双方商定。

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寿命﹐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分预热作业,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﹐为减少热应力﹐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 　 靠前次回火 　　 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 　　3、尽量采用镶件

工业铝型材中挤压模具在挤压力大．温度高的条件下使用，且承受着强烈的摩擦磨损。尽管选用优质的耐热工具钢作模具材料，但经传统的热处理后，其硬度、耐磨性及热疲劳抗力等性能仍不高。致使模具使用寿命不长，此外，由于表面硬度低，易于被磨损，工作带表面光洁度逐渐降低，而且抗粘合性能差，工作带易粘合小馅瘤。这格导致被挤出的型材表面出现麻点、划痕甚至擦伤，严重地影肉建筑铝型材的表面质量。　　　　对铝型材挤压模具施行恰当的表面强化处理是改善模具使用性能、延长使用寿命的较有效的方法之一。气体氮化是早期的一种模具表面强化处理技术，但由于氮化处理时间长且氮化层质脆，所以对改善铝型材挤压模具的使用寿命效果不理想。　　　　我国挤压模具表面强化处理技术还是比较落后的，与国外先进水乎相比有比较大的差距。由于近年来我国铝型材特别是建筑铝型材工业的飞速发展，使人们对铝型材挤压模具表面强化问题予以极大的重视，纷纷开展挤压模具表面强化处理新工艺的研究工作。

1)化学成分合金的化学成分应符合GB/T15114-1994的规定。　　　　2)力学性能　　　　①当采用铸造模具试样检验时，其力学性能应符合GB/T15114-1994规定　　　　②当采用铸造模具本体检验时，其指定部位切取试样的力学性能不得低于单铸试样的75%，若有特殊要求，可由供需双方商定。　　　　3)铸造模具尺寸　　　　①铸造模具的几何形状和尺寸应符合铸件图样的规定。　　　　②铸造模具的尺寸公差应按GB/T6414-1999的规定执行。有特殊规定和要求时，须在图样上注明。　　　　③铸造模具有形位公差要求时，可参照表5;其标注方法按GB/T15114-1994的规定。　　　　④铸造模具的尺寸公差不包括铸造斜度，其不加工表面：包容面以小端为基准，被包容面以大端为基准;待加工表面：包容面以大端为基准，被包容面以小端为基准，有特殊规定和要求时，须在图样上注明。　　　　4)铸造模具需要时，其加工余量按GB/T15114-1994的规定执行。若有特殊规定和要求时，其加工余量须在图样上注明。　　　　5)表面质量　　　　①铸造模具表面粗糙度应符合GB/T15114-1994的规定。　　　　②铸造模具不允许有裂纹、欠铸、疏松、气泡和任何穿透性缺陷。　　　　③铸造模具允许有擦伤、凹陷、缺肉和网状毛刺等缺陷。但其缺陷的程度和数量应该与供需双方同意的标准相一致。　　　　④铸造模具的浇口、飞边、溢流口、隔皮、顶杆痕迹等应清理干净。但允许留有痕迹。　　　　⑤若图样无特别规定，有关压铸工艺部分的设置，如顶杆位置、分型线的位置、浇口和溢流口的位置等由生产厂自行规定，否则图样上应注明或由供需双方商定。　　　　⑥铸造模具需要特殊加工的表面，如抛光、喷丸、镀铬、涂覆、阳极氧化、化学氧化等须在图样上注明或由供需双方商定。

铝合金型材模具废铝回收工艺，是将夹带有铝合金的模具置于碱洗槽中碱洗，待模具中的废铝被碱腐蚀掉约10%时，将模具从碱洗槽中吊起，分离上下模，用水冲洗下模待用；上模4碱洗约2小时后，舌芯4—2向下，置于油压机的模具支架2上，启动油压机，油压机的专用杆8对准上模模具孔4—2下压，模孔4—2内的铝合金被压出，掉落至出料口5。这种工艺，减少了碱洗时间，大大提高了工作效率，而且节省了大量的碱，同时使80%的铝合金得以回收，不仅经济效益好，而且避免了环境污染。

先进设备固然是保证产品质量必不可少的因素，但模具在铸造中的作用同样非常重要。尤其对铝合金汽车零部件生产企业来说，模具的准确度和耐久性对产品质量的影响非常明显。　　黑色金属铸造，模具更多的是为了形成铸型型腔，一般情况模具本身并不直接与金属液接触，尤其对于形状复杂的非金属模铸造件更是如此，与灼热金属液接触的是造型材料，主要是型砂，这使造型材料成为影响铸件质量的主要因素。而铝合金重力铸造则不同，由于铝合金熔点较低，铸造性能好，在大量生产时，铸件的外形一般是由模具直接形成的，如发动机的铝合金缸体、缸盖等，这不仅有利于提高劳动生产率，而且更重要的是通过调节模具不同部位的温度分布，来控制铸件的组织结构和晶粒大小，提高铸件质量，同时，避免了大量使用造型材料而带来的环境污染，改善了车间的劳动条件。　　随着铸件形状复杂程度不同，铝合金重力铸造模具也各不相同。即使是同一零件，采用不同的铸造工艺，模具形式也往往不同，但不管怎样，铝合金重力铸造模具还是有其共性的。　　首先，必须选择合适的铸造工艺，铸造工艺的优劣直接关系到铸件质量和工艺出品率的高低。国内有些模具制造厂，已开始使用凝固模拟来进行铸造工艺辅助设计，通过对充型和凝固过程的计算机模拟，发现易产生铸造缺陷的热结部位并予以克服，这对提高铸造工艺设计的可靠性，有效防止模具在调试过程中不必要的返工，是十分重要和有效的。　　其次，模具要有好的容热能力。符合要求的较厚实的模架和模块，不仅是模具寿命的有效保证，而且对于模具连续工作过程中温度场的调节都具有非常重要的作用。一些模具厂，为了降低成本，节约用料，一味地降低模具的有效厚度以达到减轻重量的目的，殊不知这不仅大大降低了模具的使用寿命，而且使铸件易于变形，影响铸件尺寸精度，严重时将导致铸件批量报废，给铸造厂造成损失，更严重的是损害了模具厂自身的声誉。　　第三，模具要有较可靠的冷却系统和拔气系统。通过冷却，不仅可有效提高劳动生产率，而且可调节铸件温度场、控制铸件冷却速度，进而影响铸件内部组织结构和晶粒尺寸、实现有效控制铸件机械性能的目的。顾名思义，拔气，就是人为地将型腔内部的气体排到型腔外以减少铸件产生气孔类缺陷的可能。同时，通过加装排气塞也可以调剂局部小区域的模温，对防止和克服铝合金开裂和缩陷有很重要的作用。

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6063-T5/T6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，绝大多数铝型材的壁厚度为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)一组建筑铝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。　　民用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)挤压机的最佳比压范围为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进行调节。　　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。空心模又可分为平面分流组合模、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20~25mm，15.7~34.3MN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，故所需挤压力较大，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、形状复杂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，挤压力较分流模的小，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。

一、 铝型材模具上机前工作带必须经过研磨抛光，工作带一般要求抛光至镜面。对模具工作带的平面度和垂直度装配前要进行检查。氮化质量的好坏一定程度上决定了工作带抛光的光洁度。模具腔内必须用高压气以及毛刷清理干净，不得有粉尘或杂质异物，否则极易在金属流的带动下拉伤工作带，使挤压出来的型材产品出现面粗或划线等缺陷。 　　二、 挤压生产时模具保温时间一般在2-3小时左右，但不能超过8小时，否则模具工作带氮化层硬度会降低而导致上机时不耐磨引起型材表面粗糙，严重的会引起划线等缺陷。 　　三、 采用正确的碱洗(煮模)方法。模具卸模后，此时模具温度在500°C以上，如果立即浸入碱水中，由于碱水温度要比模具温度低得多，如果模具温度下降迅速，模具极易发生开裂现象。正确方法是等卸模后将模具在空气中放置到100°-150°C再浸入碱水中。 　　四、 优化挤压工艺。要科学延长模具寿命，合理使用模具进行生产是不容忽视的一个方面。由于挤压模具的工作条件极为恶劣，在挤压生产中一定要采取合理的措施来确保模具的组织性能。 　　五、 挤压模具使用前期必须对模具进行合理的表面渗氮处理过程。表面渗氮处理能使模具在保持足够韧性的前提下大大提高模具的表面硬度，以减少模具使用时的产生热磨损。需要注意的是表面渗氮并不是一次就可以完成的，在模具服役期间必须进行3-4次的反复渗氮处理，一般要求渗氮层厚度达到0.15mm左右。 　　六、 模具使用上采用由低到高再到低的使用强度。模具刚进入服役期时，内部金属组织性能还处于浮动阶段，在此期间应采用低强度的作业方案，以使模具向平稳期过渡。 　　七、 加强模具在挤压生产过程中的使用维护记录，完善每套模具的跟踪记录档案和管理。挤压模具从入厂验收到模具使用结束报废，这中间时间短则几个月，长的达一年以上。基本上来讲，模具的使用记录也记载着型材生产的各个过程。 　　八、 选择合适的挤压机型进行生产。进行挤压生产前，需对型材截面进行充分计算，根据型材截面的复杂程度，壁厚大小以及挤压系数λ来确定挤压机吨位大小。 　　九、铝合金型材 挤压机截面本身就千变万化，并且铝挤压行业发展到今天，铝合金具有重量轻，强度好等重要优点，目前已经有许多行业采用铝型材来代替原有材料。由于部分型材的特殊导致模具由于型材截面特殊，设计和制作难度较大。 　　十、 合理选择 铝型材锭坯及加热温度。要严格控制挤压锭坯的合金成分。目前一般企业要求铸锭晶粒度达到一级标准，以增强塑性和减少各项异性。

铝合金隔热型材是以隔热材料连接铝合金型材而制成的具有隔热功能的复合型材，它由铝合金型材和隔热材料组成。铝合金隔热型材按其复合方式分为两大类，一类是穿条铝合金式隔热型材，即通过开齿、穿条、滚压工序，将条形隔热材料穿人铝合金型材穿条槽内，并使之被铝合金型材牢固咬合复合而成的隔热型材。另一类是浇注式铝合金隔热型材，即把液态隔热材料注入铝合金型材浇注槽内并固化，切除铝合金型材浇注槽内的临时连接桥使之断开金属连接，通过隔热材料将铝合金型材断开的两部分结合在一起的隔热型材。　　　　铝合金隔热型材的检验一般分为三大部分，分别为铝合金型材的检验、隔热材料的检验和复合后的铝合金隔热型材的检验。复合后的铝合金隔热型材的检验项目有尺寸偏差、表面品质、纵向剪切试验、横向拉伸试验、抗扭试验、高温持久负荷试验、热循环试验，其中尺寸偏差、表面品质、纵向剪切试验是每批都必须检验的项目，横向拉伸试验、抗扭试验、高温持久负荷试验、热循环试验是定期检验项目，即形式检验。　　　　铝合金隔热型材常用的性能检测试验设备及装置：　　　　①用于抗剪试验的专用抗剪试验机；　　　　②用于拉伸、剪切试验的（电子）拉伸（或液压多功能）试验机；　　　　③用于高温、低温剪切、拉伸及热循环试验（高、低温环境）的试验箱；　　　　④用于高温持久负荷试验的试验箱；　　　　⑤用于隔热型材剪切、横向拉伸、抗扭试验等相应专用试验夹具。

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不仅导电导热性好、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，工艺性较好，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%，浪费严重、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，且抗蚀性能、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，以提高其硬度，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。由于拉杆变形程度大，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力，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长，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成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，凸模设计为空心状，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正挤成形，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。当挤压完成后，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之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　　根据拉杆零部件的要求，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的棒料，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，其复合挤压力为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。实际生产证明，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。　　由于凸模为空心结构，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。凹模采用单层预紧结构，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，又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的新工艺，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，且挤压力小，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较大的其他类似长杆零件有很好的借鉴意义。

(1)用先进的仪器仪表在线和离线检测模子的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。检测验收合格的模具进行登记，人库上架，使用时领出抛光模孔工作带，并将导流模、型材模、模垫进行组装检查，确认无误时发到机台加热； 　　(2)工模具上机前加热温度规定：挤压筒：400～450℃，挤压垫：350℃ ，模垫：350～400℃，平模：450～470℃，分流模：460～480℃，保温时间按模具厚度计算（l.5～2 分钟/mm)； 　　(3)工模具在炉内加热时间不允许超过10 小时，时间过长，模孔工作带容易腐蚀或变形； 　　(4)在铝合金型材挤压开始阶段，需缓慢加压力，因为冲击力很可能引起堵模。如果发生堵模时，需立即停机，以防压烂模孔工作带； 　　(5)模子卸机后，待冷至150～180℃ 时再放人碱槽煮，因为模子在高温下碱煮，容易被热浪冲击开裂。并应采用先进的蚀洗方法，以回收节省碱液，缩短腐蚀时间和实现无污染清洗； 　　(6)修模工在对分流模装配时，应用铜棒轻轻颠打，不允许用大铁锤猛击，避免用力过大，震烂模具； 　　(7)模具氮化前需对模孔工作带仔细抛光至表面粗糙度Ra0.8～0.4μm； 　　(8)模子氮化前要求清洗干净，不允许有油污带入炉内；氮化工艺要合理（依设备特性与模具材料而定），氮化后表面硬度为HV900～1200，氮化层过厚、过硬会引起氮化层剥落。一套模具一般允许氮化3～5 次；复杂的高倍齿散热器型材模不进行氮化工序； 　　(9)对老产品的新模子、棒模、圆管模可不经试模直接进行氮化处理；新产品及复杂型材模必须经试模合格后才能进行氮化处理； 　　(10)新模试模合格后，最多挤压10 个铸锭就应卸机进行氮化处理，避免将工作带拉出沟槽；两次氮化之间不可过量生产，一般平模为60～100 个锭，分流模为40～80 个锭为宜，过多会将氮化层拉穿。 　　(11)使用后的模子抛光后，涂油人库保管。

缩尾是锭坯表面上的氧化皮、偏析瘤或油污等杂质及附着于挤压筒内衬的污物、润滑剂等，在挤压后期挤入挤压件内部，使得金属制品内部不连续、不致密，组织与性能降低的一种缺陷。依其出现的部位分为中心缩尾、环形缩尾和皮下缩尾三种类型。它是长期来一直困扰挤压技术发展的一项技术难题，几乎占棒材废品量的一半，严重影响棒材的成品率，降低了企业的生产效率和经济效益。　　　　在实际生产中，通过调整挤压工艺条件取得了一定的效果。如通过增加挤压压余的厚度，一般约为60mm～80mm，或铸锭刨皮的措施能够较好地解决缩尾问题，但是却降低了产品的成品率，且增加消耗工时、能耗，使生产成本上升。为了找到既能更好地防止缩尾，又能减小挤压压余的厚度避免铸锭刨皮工序的方法，专门从模具设计结构的角度进行研究，共选用了9种不同设计结构的模具进行了对比挤压试验。试图找出适合的模具设计结构，以尽可能减少缩尾废品，提高铝合金棒材的成品率。　　　　1试验设备与试验方案　　　　试验材料为6063铝合金，经均匀化处理后但不刨皮，切成Φ130×550mm的成品铸锭。铸锭在加热炉中均匀加热到490～500℃后，在10MN卧式挤压机的Φ130mm圆挤压筒上，用Φ200(单孔)模具，模具温度为430～450℃，采用正向无润滑挤压出Φ20mm的6063铝合金棒材。λ=45.56；挤压速度V=23～25m／min；挤压压余15mm；挤出长度为22000mm。共采用9种设计结构的模具进行挤压，每种模具结构各挤压2根铸锭，然后取第二根铸锭挤压的长料由尾端至前端切取低倍试片，并记录各种模具结构下出现缩尾的长度，进行对比研究。　　　　2试验结果与讨论　　　　2．1试验结果　　　　试验1～9所采用的模具结构分别如图1～9所示，缩尾长度的对比如表1所示。表中所列条件下的挤压压余厚度均为15mm，缩尾长度包括挤压长料头、尾两段的缩尾长度。　　　　2．2讨论　　　　（1）挤压型材头段出现的缩尾，主要由于这几次试验挤压压余留得太短，只有15mm。导致在上一个铸锭挤压完成时就已经将铸锭表层氧化物、偏析瘤或油污等脏东西卷入模具并残留在模具的导流槽和蓄铝环中，在下一个铸锭挤压时，就必先把模具中残留的铝先挤压出去，这样就形成了头段缩尾。如果压余留得足够长，是不易出现头段缩尾现象的。　　　　从试验1、2、3、4号模具设计结构和头、尾段缩尾长度对比情况可以看出，在同一挤压工艺条件下，模具导流槽入口尺寸为25mm时（见图4）挤压尾段缩尾较长，达到3000mm；入口尺寸为100mm时（见图2）挤压尾段缩尾较短，仅为1200mm。但是，当入口尺寸从100mm增大到125mm或减小到85mm时，其尾段缩尾的长度又会变长。这就证明了蓄铝环或导流槽的入口尺寸大小设计是控制挤压尾段缩尾的关键要素之一。因为蓄铝环或导流槽与挤压筒内衬形成的前端死区宽度和高度（如图10所示），将影响到蓄铝环或导流槽端面对阻挡铸锭表层氧化物、偏析瘤、油污等脏东西卷入模具的效果。所以蓄铝环或导流槽入口尺寸的确定既要保证形成足够的前端死区宽度，又要尽量地减小前端死区的高度。　　　　前端死区的宽度L近似等于挤压筒内衬半径与蓄铝环或导流槽入口尺寸外圆半径之差，如图11所示。在同一种合金，同一挤压工艺条件下，模具与挤压筒内衬形成的前端死区宽度越大，其死区高度h就越大。前端死区的高度越高，在挤压后期铸锭外层氧化物、偏析瘤或油污等脏东西就会越早的向中心流动而形成更长的尾段缩尾。所示蓄铝环或导流槽的入口尺寸既不是越大越好，也不是越小越好。如试验1、2、3、4号的前端死区高度分别为5mm、17.5mm、25mm、和55mm，由表1可以看出，当前端死区高度为17.5mm时，对防止挤压缩尾的效果较好。　　　　（3）模具工作带长度和角度对缩尾长度的影响。从试验1和试验5号的模具构造和缩尾结果对比，以及试验5和试验6号的模具构造与缩尾结果对比可以看出减短工作带长度，或工作带做成88°促流角设计都可以减小铝合金在被挤压通过工作带时受到的摩擦应力的影响，让金属变形区内、外部的金属流动速度更加趋向于平衡，减少了尾段缩尾的长度。　　　　（4）蓄铝环和导流槽的容积对缩尾长度的影响。　　　　试验7和试验8号的模具结构的区别在于蓄铝环厚度的不同，然而其头、尾段的缩尾情况却不一样，试验7尾段缩尾为0mm，试验8的尾段缩尾为150mm，加厚的蓄铝环只是相当于把尾部铸锭放入蓄铝环内挤压，相当于延长了压余的厚度，只不过它不能被切除掉，反过来却增长了前端缩尾的长度。这就说明蓄铝环越厚尾段缩尾长度就越短，甚至消失。而从试验6和试验9号的结果对比分析，同样也说明了减小导流槽的深度则相当于减少了压余的厚度，导流槽的深度越小，其挤压头段的缩尾就越小，但是反过来又增加了尾段缩尾的长度。综上所述：蓄铝环厚度越厚、导流槽的深度越深，挤压尾段产生的缩尾就越短，但是却增长了挤压头段的缩尾废料。挤压头段缩尾废料长度近似等于V/S（V：蓄铝环与导流槽的容积；S：挤压棒材的截面积）。

铍铜机械性能的测定常常采用单轴的拉伸试验。该试验为元件设计提供数据。拉伸试验的资料同样可用以材料的验收和控制工艺操作。诸如：冲压、弯曲、轧制、机加工、拉拔和截条等。试验本身比较简单，但铍铜试验数据的介释和应用，需要对试验的程序和过程中合金的特性行为有充分的理解。    拉伸试验    依据试样的形状和设备情况，有系列的试验用的附件，夹具和应力、应变测量装置可以用金田公司对所有的供贷的铍铜的抗拉性能的测定和确认，都依据ASTM E-8（拉伸试验金属材料的标准测试方法）所叙述的试验程序，这一试验程序允许有宽的范围试验条件、设备和试样形状的选择。    铍铜在应变速率0.005～0.2时的试验速度，其性能对应变速率的敏感性是中等的。检验通常在恒定的速度或应变速率下进行。虽然试样在到达屈服应力后，可能分段式上升，但对高延伸率的合金尽量缩短测试时间。    对铍铜带材的检验，最常用的是中间截面收缩的试片（狗骨头形），直边形的试片同样也可用。测试试样的轴沿带材的纵向，即轧制方向。只要可制备出光滑的、边角没有应力的试样的任何一种方法均可以采用。试样的边缘可用金刚砂布轻轻抛一下，以撤除毛刺，这些毛刺会影响试样的提前破坏或不准确的测试结果。金田公司检验带材制品时的试样尺寸为宽度12.5ｍ.m ，标距为５０m.m 。    对于大尺寸的或大块的铍铜产品，其拉伸测试棒，机加工成直径9ｍ.m，长35ｍ.m或者直径12.7ｍｍ×长50.8ｍｍ的标准截面。作为带材试样，ＡＳＴＭ　Ｅ－８要求，标距长度至少为标准直径的４倍，拉伸试棒表面精加工的速度最大为1.5μｍ.rm.s，吃刀深度最少为0.08mm，以尽可能减少棒材表面的应力。    从位伸试验得出的是工程应力一应弯曲线，图１所示，应力，位于纵轴，试验载荷除以试样的横截面积。应力的表示单位为磅/寸２（psl或１b/in2），千位的磅/时２（ＫＳＩ）或者以米制表示为：牛顿/毫米２（Ｎ/mm2）或者兆巴（ＭＰａ），一个兆巴定为１Ｎ/mm2。不常用的米制应力以公斤/毫米２（kg/m.m2或者kg.f/m.m2）表示。[next]表1.列出应力单位的换算：psi×1000=ksiMpa×0.012=Kg/mm2ksi×6.895=N/m.m2Mpa×0.145=ksiksi×6.895=MpaN/mm2×0.145=ksiksi×0.703=kg/m.m2kg/m.m2×1.422=ksiMpa×1=N/m.m2kg/m.m2×9.807=Mpa     应变，位于应力一应弯曲线的横轴，是测试试样的伸长量除以标准截面的长度，由于应变的单位是英时/英时或者毫米/毫米，因此，应变的表示方法无尺寸量纲或者百分率，有时候，标距长度应变单位提供。如“１１％在２英时内”分析应力奕变曲线，可以确定屈服强度、抗拉强度、弹性（扬氏）模数，均匀应变和总的应变，截面收率的测定，对圆形试样是有要求的，在试样完成检验之后进行。    应力一应变曲线    应力一应变曲线（图１）的初始部分是线性的，其斜率的数值（应力除以应变）是材料的弹性模数。弹性模数又称为扬氏模量。测量材料对小变形的抗力，也是材料成性的一种度量。弹性模数越大，在给定的应力条件下，其应变结果越小。金属弹性模数常规的度量单位为百万个psi（msi），千个ksi，米制单位为千兆巴（Gpa）。[next]    另外一种刚性的测量是剪切模量，设计上有时也用，作为观刚性的一种表征。此时，试验样品的应变超过弹性极限，如图２所示。    剪切模量的计算，要求有一条准确的应力－应变曲线和特定的应变数值。剪切模量并非是单纯的材料性能，其中的设定的因素（应变量）影响着剪切模量的数值。剪切模量始终低于弹性模量。[next]    应力－应变曲线的初始线性部分是弹性的。撤除载荷时，试样没有永久性位移。超过弹性区域的变形，进入塑性变形区域，始终是一些永久位移或者应变的结果。撤除载荷时，弹性变形恢复。    材料屈服极限的定义是：使试样产生给定的永久变形时所需要的应力。为了不模糊，屈服强度应当以其应变量或永久位移量，例如：0.01％、0.2％或0.5％来定义。0.2％的屈服强度（也称为0.2％位移屈服）是最经常测量的屈服强度，当应变量被删略掉时，即为0.2％。在拉伸检验设备计算机化以前，屈服强度是通过画图测定，在应力－应变曲线的原点的右边，位移一定的应变量，画出一条线平行于弹性变形线。画出的线与应力－应变曲线的交叉点即为屈服强度。屈服强度的测定即受这条画出线的准确性的影响，不论它是通过绘图或者计算机来完成弹性和塑性区域的转折点（0％屈服强度）称为弹性极限。    对于许多有色金属，弹性和塑性行为的转折非常缓和。其弹性极限或者任意一种小位移的屈服强度，没有高灵敏度的仪器，是非常难于精确测定的。采用最新的设备，由计算机控制的弹性模量与弹性极限的测定，其准确性严重受到弹性区斜率的不准确测量的影响。斜率的精确测定可能由于试验机的弯曲补偿或者试样的早期塑性变形的设定而失败。精确的弹性极限检验，即测量0.0001％位移的屈服强度。（一微的应变量或者每英时标距为1微英时的应变量）。    由于测量上的困难，铍铜的弹性极限和低位移的（低于0.2％）的屈服强度不作为例行的报导，由金田公司的顾客技术服务部可提供该资料。    当应力－应变曲线进一步移动进入塑性区，用以完成试样延伸的应力继续上升，直之达到最大值，该最大值称为抗拉强度或者破断拉伸强度。拉伸检验达到这一点时，拉伸试样沿着标距长度均匀地伸长（其横截面收缩）。达到最大强度或拉伸强度时，拉伸试片尺寸变得不稳定再变形就不均匀而且非常局部性－试片开始颈缩，最大应力和最大应变的点不互相重合。    从拉伸试验测得的应变或伸长率提供了合金的塑性或成型性的一种表征。总应变量是最常报导的数据，如图1所示，它是直到试样破断以后，试验完结时所记录的应变。总的应变包括弹性应变、均匀应变、材料过到破断拉伸应力之后，试样发生颈缩期间的不均匀应变。在元件设计工作中均匀应变的数值比总应变数值要重要得多，因为它测定的仅仅是“可用的”变形量，到过破断拉伸应力点时，允许的最大的设计应力。[next]    另一方面，对于加工金属用的材料特性，诸如：机加工、冲压或者栽条等导致金属破断的成型工艺，总变形量比均匀变形量更有意义。    试验数据的介释    金田公司对其发贷的每批铍铜产品将确认以下标准的拉伸性能；破断抗拉强度，0.2％位移的屈服强度，及伸长率。这些测定值，对多数的使用场合，表示了合金的特征性能。某些应用场合的元件品质，可能受近似弹性性能的影响（低位移屈服强度），对此，标准的拉伸试验是不移灵敏的，当合金试样给出了（出示了）合格的拉伸试验证书，使用时性能却有差异，可能需要灵敏的拉伸试验或另外的材料特性来鉴别该问题。    另外，当使用条件非常近似于真实的试验条件时，拉伸试验数据，会准确地反映材料的性能，这种情况非常少有，因为多数使用环境，其应力状态比单轴拉伸试验要复要得多。    当拉伸试验数据可能用于表达材料在压缩、弯曲或平面应变的性能时，则需要有更精确地表示出材料在非拉伸条件下的性能补充的资料。    硬度检验用以表示材料的强度，但它并没有测量合金的强度，它不能用于替代拉伸检验值，硬度检验测定比较小体积的金属，它可能受到不均匀显微组织的影响。而拉伸检验，由于试片尺寸规格，对组织变化的敏感性较小。    对于深加工或热加工的产品，其拉伸性能非各向同性。非轴向的拉伸性能与纵向性能的相互关系取决于材料的性能，模数、强度、伸长率、合金、显微组织以及变形的程度。对冷加工的带材，横向的弹性模量略微高于纵向的，而伸长率略低于纵向的。    对于铍铜所有状态的产品，其拉伸检验的性能范围，提供于金田公司出版的“铍铜指南”。    除非特别指定，拉伸性能通常室温下测定。接近室温时，－70到150℃，铍铜的拉伸性能对温度并不敏感。金田公司提供铍铜在高温和低温下的拉伸数据。

铝合金模具钢型压铸模具在生产一段时间后会产生龟裂，经过分析认为，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，5ktimes1回火，15ktimes1回火30ktimes........　　预防压铸模龟裂问题﹐提高进口模具钢使用寿命﹐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分预热作业,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——300150——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﹐为减少热应力﹐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﹕　　模具类型第一次回火第二次回火第三次回火　　铝合金　　锌合金　　使模具能达长寿命的20点要诀：　　1、高品质模材　　2、合理设计模壁厚及其它模具尺寸　　3、尽量采用镶件首页末页4、在可能条件下选用尽量大的转角R　　5、冷却水道与型面及转角的间距必须足够大　　6、粗加工后应去应力回火　　7、正确有热处理，淬火冷却须足够快　　8、彻底打磨去除EDM娈质层　　9、型面不可高度抛光　　10、模具型面应经氧化处理　　11、如选氮化，渗层不能太深　　12、以正确的方法预热模具至推荐的温度　　13、开始压铸5——10件应使用慢的锤头速度　　14、在得到合格产品的前提下尽量降低铝液温度　　15、不使用过高的铝液注射速度　　16、确保模具得到适当冷却，冷却水的温度应保持在40——50℃　　17、临时停机，应尽量合模并减小冷却水量，避免再开机时模具承受热冲击　　18、当模型面在最高温度时应关冷却液　　19、不过多的喷脱模剂　　20、在一定数量后的压铸后去应力回火

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。本文仅选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，可见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。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、形位精度，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间隙都很难保证，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的形位公差，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，需要一种特殊结构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，难度是非常大的。　　　　（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。　　　　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，要求型材的尺寸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吨以上的大挤压机生产，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，才能保证型材成形及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）WYY1125模板型材属典型的高舌比半空心型材（见图2）。该型材从形状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，确保模具的使用寿命提高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型材模具设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比压 MPa挤压比 l变形率%6061ET624.717f410GB5237-超高精级7000f4184595598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,WYY1237f620x350特种宽展分流组合模4Cr5MoSiV1（优质）47-490.01-0.0120/-0.020/-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

合金铜 深圳市德隆有色金属材料有限公司生产的合金铜，专用于制作模具的铜合金材料，其机械力学性能与铍铜相似，耐磨性能优于铍青铜，是替代铍青铜的理想模具材料。 合金铜材料的适用范围 合金铜材料已用于制作高质量的不锈钢拉伸模、不锈钢轧辊、汽车排气管后导模、高质量的注塑模、压铸模及高速冲床的滑块、制动板以及须耐磨的轴承和垫板等。 合金铜主要特点 高硬度、高耐磨性 合金铜材料具有硬度高（HRC42～46），密度 （7.8）；抗疲劳、 耐磨性能好的优点，耐磨性能超过模具钢的水平。与钢模相比，较大的优点是不拉伤产品表面，显著提高产品的表面质量；与铍铜相比：不含有毒元素，模具使用寿命长，经济实用。模具加工工艺简便，表面能加工成镜面，加工后无需进行热处理。 电话：0755-27714462 传真：0755-27714459/苏小姐 联系人：杨建华 13560770466 阿里巴巴贸易通ID：YYJH191 E-mial:qbe2yjh@163.com 网址：www.delong.35base.com 深圳市宝安区松岗镇松明大道36号

铝合金型材挤压模具在铝型材挤压工序中举足轻重，是保证产品成形，使其具有正确形状、尺寸和精度的基本工具。在实际生产中，正对挤压过程中可能会出现一些问题。 一、有缝角或焊合不良产生的影响： 空心铝合金型材采用平面分流组合模挤压工艺，这种工艺在型材的生产中相对来说加深了难度，金属经过分流、焊合的过程，所以空心型材是存在焊合线的。 产生缝隙的原因有两个：一是分流孔、焊合室狭小，金属供流不足，金属在焊合室没有形成足够的静水压力，产品未焊合好而流出模孔，导致制品存在焊合缝隙； 二是过量润滑和不良润滑引起空心型材焊合不良导致。 二、铝合金型材壁出现下凹或上凸的弓形面出现的原因 1、空心铝合金型材壁下凹弓形面产生原因：铝合金型材模芯工作带低于下模模孔工作带，模芯工作带的有效长度过短所引起。 2、空心铝合金型材壁外凸产生原因：模具使用时间过长，模芯工作带严重磨损，出现沟槽，加大了摩擦阻力，金属流动缓慢引起空心型材壁外凸。 三、铝合金型材表面条纹产生 挤压型材外表面出现条纹，在阳极氧化后表现更为明显。该缺陷多见于型材壁厚差大的部位、分流桥下金属的焊合部位和内侧带有“枝杈”处及螺纹孔处的背面上。 产生原因： 1、型材内侧的“枝杈”和螺纹孔部位因金属供流不足或过量引起表面条纹； 2、模具分流桥下的焊合区部位引起的型材表面条纹； 3、型材断面图设计存在的问题，由于型材的壁厚差大，工作带长度突变处的部位在阳极化后产生条纹状色差； 4、因机台冷却能力不够，造成阳极化后黑色斑纹区域； 5、铸坯本身的质地不好，影响挤压材阳极化后条纹色差。 四、铝合金型材弯曲和扭拧不合理表现的方式： 1、模芯和下模孔的工作带配合不合理，引起型材各部位金属流速不均； 2、对称空心型材模的分流孔大小和位置加工不对称，金属供流不均衡，引起金属流速不均匀； 3、分流孔加工不规整或者在模芯上有阻碍物阻碍金属流动。 修正方法： 1、用适当的方法打磨模芯或分流孔的出口部位，必要时适当扩大这些分流孔使供料均衡； 2、用打磨方法去掉阻碍物

随着汽车工业的高速发展及人类环保意识的日益增强，对汽车安全性和燃油效率的要求越来越高，使得汽车用板逐步向轻量化材料方向发展。铝合金具有比强度高、抗腐蚀性好等优点，在保证不降低汽车原有的安全性能下，明显地减轻了汽车自重，达到了节能和环保的目的。但铝合金板在室温下塑性较低，常温拉深性能差，更易发生开裂和起皱现象，尺寸精度难以控制，无法顺利加工出形状较复杂的车身覆盖件。 研究表明，在温成形条件下（200℃——350℃），铝合金板塑性被大大提高，并且流动应力被降低。与常温拉深相比，温成形条件下，可明显改善板料的拉深性能，并且成形件回弹量小，零件表面质量好。因此，采用温成形技术生产铝合金覆盖件，可以大大促进其在复杂车身零件上的应用。 本文采用商用有限元软件ABAQUS，对汽车用铝合金板的圆筒件拉深过程进行数值模拟，并通过实验设计方法，探讨温度分布对铝合金板拉深性能的影响规律，为差温拉深中温度场设置提供参考。 1、有限元建模 由于对称性，模具和板料简化为2D轴对称模型，如图1所示。使用的有限元软件为商用有限元软件ABAQUS/standard，有限单元模型为热力耦合四节点双线性轴对称单元CAX4RT，板料厚度方向划分5层，共划分360个单元，且板坯和工具间的热传导被包含在热力耦合有限元分析中，材料密度为2700kg/m³，比热为920J/（kg·K），导热系数为121W/（m·K），板坯与工具间换热系数为1400W/（m²·K）。模拟中，铝合金板5083-O为各向同性材料，温成形条件下的材料参数采用Naka的试验数据，厚度为1mm，屈服准则为vonMises准则。模拟中，凸模速度为2.5mm/s，恒定压边力为2MPa，板料和工具间的摩擦系数假设为0.1。2、研究方法 本研究中，工具被划分为3个温度区域，如图1所示，A区代表凸模底部，B代表法兰部分，C代表凹模圆角区域，且假设各温度区域相互独立；同时，为设置板坯的初始温度，认为其整体为温度区域D，温度场设置为常温状态（25℃）和加热状态（250℃）2种档次。 应用实验设计方法——部分因子分析法进行方案设计，试验因子为图1中的4个温度区域A——D，水平为25℃和250℃。表1试验方案，共需要8组模拟计算。拉深性能由临界凸模行程CPS评定，其值越大表明拉深能力越好。模拟中，假设板料厚度减薄率达到30％时，认为失效发生，此时的凸模行程为临界凸模行程CPS。 3、结果与分析 在ABAQUS上运行表1中的试验前列—No.8。各种温度条件下圆筒件拉深的临界凸模行程CPS列于表1中。从表1中可以看出，初始温度布置对CPS值有着重要的影响。经过实验设计的统计分析，各因子的影响力和合理的温度分配被列于图2和表2中。对拉深性能影响较大的因子是A区域的温度，其次是法兰B区的温度。当凸模保持在一个较低的温度水平（如室温25℃），法兰被加热到较高温度（如250℃），更有助于铝合金板拉深能力的提高。同时，表1中计算结果显示，凹模圆角处的温度越低，对拉深能力越有利，但影响程度并不强烈；而板坯的初始温度对拉深能力的影响是值得注意的，加热至与法兰同样温度，会使其CPS值降低。从表2分析结果可以看出，较佳的温度分布是，只需法兰处加热到250℃，其拉深能力较好。在这一条件下，模拟了其拉深过程，计算结果显示，拉深被顺利地完成。 拉深成形中，法兰处板坯先经过压缩变形后，再进入凹模型腔，这时由变形区转变为传力区。当法兰处于高的温度条件下，法兰变形区内板坯变形抗力被降低，而凸模底部为较低温度时，板料具有高的抗拉强度，增强侧壁尤其是凸模圆角处的承载能力。如果凹模圆角附近处于较低温度时，板坯从高温法兰区流出后，经凹模圆角时会降低其温度，进一步增强了侧壁的承载能力，更有利于提高铝合金板拉深能力。可见，在铝合金板温拉深中，合理的温度设置是提高拉深能力的关键。差温拉深模式，即在凹模法兰处加热而凸模处于较低温度，是提高铝合金板拉深性能的较佳工艺方法。 （a）在凸模圆角附近破裂 （b）在凹模圆角附近破裂图3是铝合金板温拉深中出现的2种破裂失效形式，其成形时的温度条件见表3所示。图3（a）是常温下拉深经常出现的破裂形式，即破裂发生在凸模圆角附近，而当法兰被加热到250℃时，出现图3（b）的失效形式，即破裂出现在凹模圆角附近，这在常温拉深中很少出现的缺陷。这些失效形式与前人试验观察是一致的。在该模式的拉深中，虽然凸模圆角处板料有所变薄，但是它处于低的温度，材料抗拉强度高，而凹模圆角附近的板料从法兰内流出，其处于高温状态，材料抗拉强度低，从整体承载能力上看，此时凹模圆角附近的板料较弱，致使破裂发生在此处。4、结论 运用热力耦合有限元方法和试验设计方法，实现了铝合金板圆筒件温拉深中初始温度的合理分配。 （1）凸模底部和凹模法兰的温度决定着了铝合金板拉深能力，当凹模法兰处于较高温度而凸模底部处于室温的差温拉深模式较利于发挥板料拉深能力。 （2）在圆筒件差温拉深中，破裂即可能出现在凸模圆角区附近，也可能出现在凹模圆角区附近。

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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、低成本的重要保证。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　　　　高精度先进的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、三轴加工中心、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。

通过实验证明：挤压模具的正确设计、精心加工、合理修模、及时氮化是防止组织条纹缺陷的关键措施。 　　a.挤压模具正确设计，合理布局分流孔，合理确定工作带的长度，及其长度变化的过渡，模桥滴水形，合理的焊合角，使焊合点落在焊合室平面上，在保证模具芯头刚度，强度的情况下，加深焊合室的深度或扩大焊合室的断面积，必要时采用“沉桥”，是防止组织条纹缺陷的基础措施。155幕墙主立柱的模具，由三家企业提供，其焊合室的深度分别为15mm、16mm、18mm,生产的型材都产生组织条纹，有一家将焊合室的深度提高为25mm，大大减轻了组织条纹的严重程度； 　　b.模具应严格按图纸要求加工，尤其是注意提高分流孔的表面光度及模桥呈滴水形，改善固体金属流动状态，减少摩擦热； 　　c.对于产生组织条纹的模具挤压时，修模工应到现场了解模具出料情况，确定正确修模方案；修模工是手艺人，身怀绝技，亲自观察型材出料瞬间的状态要比观察型材出料料头来确定修模方案的效果好得多； 　　d.挤压模具按规定及时进行氮化，确保固体金属合理的流动状态；130系列幕墙主立柱产生组织条纹严重，形成头号急件。查该模具卡片（质量档案）后，发现该模具以前多次上机，每次质量很好，顺利按计划完成任务，只是在高温快速挤压后，使模具氮化层受损，然后上机十四次，累积挤压了四百多支铸棒，而没有进行氮化。对该模具进行氮化后，确保固体金属合理的流动状态，消除了组织条纹缺陷。删除

先进设备固然是保证产品质量必不可少的因素，但模具在铸造中的作用同样非常重要。尤其对铝合金，铝合金汽车零部件生产企业来说，模具的精确度和耐久性对产品质量的影响非常明显。    黑色金属铸造，模具更多的是为了形成铸型型腔，一般情况模具本身并不直接与金属液接触，尤其对于形状复杂的非金属模铸造件更是如此，与灼热金属液接触的是造型材料，主要是型砂，这使造型材料成为影响铸件质量的主要因素。而铝合金重力铸造则不同，由于铝合金熔点较低，铸造性能好，在大量生产时，铸件的外形一般是由模具直接形成的，如发动机的铝合金缸体、缸盖等，这不仅有利于提高劳动生产率，而且更重要的是通过调节模具不同部位的温度分布，来控制铸件的组织结构和晶粒大小，提高铸件质量，同时，避免了大量使用造型材料而带来的环境污染，改善了车间的劳动条件。    随着铸件形状复杂程度不同，铝合金重力铸造模具也各不相同。即使是同一零件，采用不同的铸造工艺，模具形式也往往不同，但不管怎样，铝合金重力铸造模具还是有其共性的。    首先，必须选择合适的铸造工艺，铸造工艺的优劣直接关系到铸件质量和工艺出品率的高低。国内有些模具制造厂，已开始使用凝固模拟来进行铸造工艺辅助设计，通过对充型和凝固过程的计算机模拟，发现易产生铸造缺陷的热结部位并予以克服，这对提高铸造工艺设计的可靠性，有效防止模具在调试过程中不必要的返工，是十分重要和有效的。    其次，模具要有好的容热能力。符合要求的较厚实的模架和模块，不仅是模具寿命的有效保证，而且对于模具连续工作过程中温度场的调节都具有非常重要的作用。一些模具厂，为了降低成本，节约用料，一味地降低模具的有效厚度以达到减轻重量的目的，殊不知这不仅大大降低了模具的使用寿命，而且使铸件易于变形，影响铸件尺寸精度，严重时将导致铸件批量报废，给铸造厂造成损失，更严重的是损害了模具厂自身的声誉。    第三，模具要有较可靠的冷却系统和拔气系统。通过冷却，不仅可有效提高劳动生产率，而且可调节铸件温度场、控制铸件冷却速度，进而影响铸件内部组织结构和晶粒尺寸、实现有效控制铸件机械性能的目的。顾名思义，拔气，就是人为地将型腔内部的气体排到型腔外以减少铸件产生气孔类缺陷的可能。同时，通过加装排气塞也可以调剂局部小区域的模温，对防止和克服铝合金开裂和缩陷有很重要的作用。    第四，必须要有与浇铸机相匹配的模具定位装置和便利的模具安装系统。定位装置不仅是保证铸件尺寸、减少披缝和毛刺的关健，而且也是保证浇铸机正常工作的关健，可以说，模具没有好的定位装置，就没有好的合格的铸件。模具必须便于安装和拆卸，因为铝合金>铝合金重力铸造，每隔一定的时间就必须拆下模具重新喷涂料和修模，如果拆卸不方便，势必增加工人的劳动强度，占用更多的劳动时间，降低产量和效率。    对于铸造厂来说，优质模具就意味着优质铸件，就意味着较低的成本，较高的产值和利润。

镁及镁合金具有质量轻，比强度高，弹性模具小，导热性能好，易于回收，对环境污染小等优点，在汽车、机械电子、航空航天、国防军工、交通运输等领域具有重要的应用价值。镁合金塑性成形困难，通常采用具有优良的变形力学条件的挤压方法成形。随着科学技术的进步，市场对制品质量的要求不断提高，模具在镁合金挤压成形中占的重要地位。文献资料表明，国内外对镁合金挤压模具结构的研究较少，特别是对型材挤压模具研究尚未见报道。本试验通过不同的模具结构对镁合金型材挤压成形过程的影响进行探讨。 　　1　模具结构特点与挤压成形工艺 　　由于高温下挤压镁合金所需的变形力较大，而且散热片型材带有较高的齿，因此，高温挤压中模具容易在悬臂处出现断裂、压塌等失效现象。本研究以计算机用散热片型材（图1）为研究对象，采用三种典型的模具进行镁合金的挤压成形研究。模具材料选用4Cr5MoSiV1 2008_08/temp_08080511396019.jpg"> 　　1．1 模具结构特点 　　平模是生产实心型材的较普通的一种模具，其结构简单，成形所需挤压力大。图2是在平模基础上改进了的锥形模结构，与平模相比，锥模中的锥角有助于金属变形时的流动，可降低挤压力。 　　图3是前置式模具。其特点是上模的两个分流孔对称分布，焊合室在下模；同时由于上模的分流桥对下模悬臂部分的遮挡作用，减小了挤压力对下模悬部位的直接冲击作用，达到保护模具作用。 　　图4是桥式模具。其下模是一个简单的矩形孔，上模模芯上有若干个成形槽，对镁合金超导流和成形作用。与前置式模具相比，这种模具结构中没有悬臂，模芯与下模矩形孔互相配合，挤压中成形散热片上的齿。作用力全部转移到上模的矫和模芯上，从而保证了模具强度。　　1．1　 挤压成形工艺 　　挤压设备为3MN立式油压挤压机。镁合金铸锭尺寸直径82mmX150mm，铸锭的加热温度依据镁合金的相图、塑性图及再结晶图定为420℃，挤压速度控制在15mm/s~25mm/s之间，挤压筒和模具的预热温度分别为350℃和400℃。 　　2 试验结果及分析 　　图5和表1分别是图1所示制品在挤压试验中挤压力与行程的关系曲线和模具结构与较大挤压力间的关系。　　图5可知：锥形模在挤压行程达到7mm左右，挤压力达到较大值1850kn，前置式模具和桥式模具在挤压行程达到12mm左右时，挤压力分别达到较大值2400kn和2800kn。在挤压的初始阶段，挤压力随行程的增加而急剧升高，使用锥形模具挤压时，挤压力达到极值所需行程较长，这是因为制品挤出前有一个金属充满模具焊合室及金属的焊合过程，因此，挤压力的峰值出现得较晚且较大。三种模具结构形式，其载荷与行程曲线的形状基本上是一致。　　由图5可知，模具结构对挤压影响较大，桥式模所需要的挤压力较大，前置式模具次之，所需挤压较小的的是锥模挤压。 　　锥模挤压成形过程中，锥形腔起着导流作用，且金属成形过程中无需焊合，原所需的挤压力相对来说要小些。从结构上来说，由于组合模比锥模多一个分流和焊合过程，故组合模比平模和锥模所需的挤压力要大。 　　桥式模具结构有模芯，且模芯上有多条成形制品的导流槽，金属材料在导流槽中焊合所需的力较大，相应的挤压力也大。 　　采用各种模具挤出的AZ31镁合金散热片的制品如图6所示。由于采用桥式模具和前置式模具挤出过程经过分流和焊合过程，为确定制品的焊合情况，采用电子扫描镜观察分析金属在模具焊合室和型材焊合部位微观组织形貌。结果表明，制品在焊合部位没有焊缝，在焊合区的组织致密，与基体组织无明显差别，说明焊合状况较好。 　　前置式分流模在试验后悬臂处未出现任何塌陷及其他变形。虽然所需根的挤压力较大，但由于分流桥对悬臂的遮挡起了保护作用，故模具悬臂未出现任何变形。 　　桥式模具成形较困难。挤压过程中金属在模具芯头上导流槽处的流动阻力较大，使金属流出模孔困难；同时由于产品的不同部位壁厚差别较大，金属流动不均匀，造成模具芯头的受力不均匀，对芯头产生很大的剪切力和扭矩，导致挤压较大。 　　3  结论 　　1　在所设计的三种模具挤压过程中，锥模所需的压力较小，前置保护模次之，桥式模具的较大。 　　2　锥模和前置保护模成形质量较好，桥式模由于金属的模芯上的小槽处流动阻力大，挤压焊合困难，导致成形时所需挤压力很大。 　　3　从组合模结构挤压成形来看，AZ31镁合金在焊室中是能够完全焊合的，用扫描电镜观察焊合室部位和制品焊合处发现，其组织致密，与基体组织无明显差别，焊合质量较好，说明组合模挤压AZ31镁合金散热器是可行的，可推广应用于其他实心型材或中空型材制品的挤压成形。

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，模具设计制造技术含量高，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：绿色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.绿色建筑铝合金结构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，现代绿色建筑用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），成形难度大；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构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 　　1.2 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，才能实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要求在原有基础上提高2-3倍，难度是十分大的。　　（3）带有横向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属流量，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）绿色建筑结构铝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艺，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与技术要求　　　（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，型材的外接圆（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度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装卸和整体的平直度，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，确保模具的使用寿命提高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 状态双孔管截面积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mm比压 MPa挤压比 l变形率%Ⅰ6005FT6145.225f492.5GB5237 高精级7000f4185109.4589.4Ⅱ6005FT6145.225f492.5GB5237 高精级7000f46042111.4491.3

铍铜模具,就是以铍铜为材料制作的模具。铍铜模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。铍铜锻造模具材料是以其高导热，高硬度，纹路刻画细腻，光洁度高等特点被应用到模具当中的，但其铍铜 价格 成本较高，模具厂往往只用在需要散热效果高的地方，从而限制了铍铜大范围的应用。铍铜块料制造程序与其他的铜相仿，其中只有几点差别而已。铍铜加工一般大体上讲有；铍原料矿石-粉碎-磨粉-筛选-制成氧化铍-还原 金属 铍-熔融-配比-固融-锻打加工-开胚等环节，铍铜棒料形成一般有拉制和挤制2种，铍铜模具具有以下几个优点：铍铜模具具有良好的导热特性： 铍铜材料的导热特性有利于控制塑料加工模具的温度，也更容易控制成型周期，同时可以保证模具壁温的均匀性；如果与钢模相比，铍铜的成型周期要小的多，模具的平均温度可降低20%左右，当平均脱摸温度与模具平均壁温之间相差较小时（例如在模具零件不易被冷却的情况下）使用铍铜模具材料，冷却的时间可以减少40%。而模具壁温只降低15% ； 以上的铍铜模具材料的特性会给使用此材料的模具厂家带来几点益处 成型周期缩短，生产率提高 ； 模具壁温均匀性好，提高拉制品的质量 ； 模具结构简化，因为冷却管道减少 ； 可以提高物料温度，从而减小制品的壁厚，降低产品的成本。铍铜模具使用寿命长： 预算模具的成本和生产的连续性，对于生产厂家来说模具预期的使用寿命是非常重要的，在铍铜的强度和硬度符合要求的情况下，铍铜对模具温度应力的不敏感性可以大大的提高模具的使用寿命，在确定使用铍铜模具材料前也要考虑到铍铜的屈服强度，弹性模量，热导率和温度的膨胀系数。铍铜对热应力的抵抗性远比模具钢要强的多，从这一点来说铍铜的使用寿命是令人注目的！想要了解更多铍铜模具的相关资讯，请浏览上海 有色 网（ www.smm.cn ）铜频道。

铝锭模具相关知识很多，让我们对它进行下介绍。模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。本实用新型涉及一种铝锭模具，模具的铸造槽底部左右对称设置两个横向凸条，铸造槽两端中间各设有一个向内的凸台，凸条的宽度与凸台的宽度对应，两凸条中线之间的距离是槽口宽度与槽底宽度尺寸之和的一半的整数倍。本实用新型铸造出的铝锭堆垛时层与层之间交叉叠放，每一层相邻铝锭上下倒置放置，在相邻两层铝锭之间，其中一层两侧的铝锭的两端凹口和另一层铝锭顶部的凹槽配合，形成一个闭合的通凹槽，然后用钢带绑束，使得层与层之间形成一体，在打捆的时候只需两条钢带即可牢牢的把铝锭绑束在一起，不易散捆，且节省钢带。申请日： 2005年06月02日公开日： 授权公告日： 2006年07月05日代理人： 陈浩专利类型： 实用新型专利分类号： B22D7/06模具材料最重要的因素是热强度和热稳定性，常用模具材料：工作温度 成形材料 模具材料＜30℃ 锌合金 Cr12、Cr12MoV、GCr15、T8、T10 300～500℃ 铝合金、铜合金 5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2 500～800℃ 铝合金、铜合金、钢钛 GH130、GH33、GH37 800～1000℃ 钛合金、钢、不锈钢、镍合金 K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA ＞1000℃ 镍合金 铜基合金模具通过了解铝锭模具的知识，我们才可以掌握其真正的价值，你可以登陆上海有色网查找更多的信息。 

3月23日消息：模具的质量与制件质量紧密相关。许多模具(如压铸模)的表面必须进行电镀，以提高其耐蚀性、耐磨性、抗氧化性及硬度等性能。传统的镀铬技术尽管工艺成熟，质量比较稳定，但因为六价铬是一种有毒的物质，严重污染环境。因此，消除污染，保护环境，清洁生产，走可持续发展的道路。　　电镀镍钨合金是提高模具质量、延长模具寿命、清洁生产的良好选择。镍、钨金属硬度高、耐磨性好，与熔融态基体粘附温度高。镍钨合金镀层结晶细致光亮、耐磨性好，与基体结合力强、硬度高，高温下维氏硬度达到1000以上。该技术近年来受到各方的关注，将逐步取代模具电镀铬，但是，该技术目前普遍存在镀层粗糙、不均、麻点等缺陷，严重制约其应用发展。 　　2镀液配方及工艺流程 　　镀液主要由钨酸钠、硫酸镍和柠檬酸钠组成，其含量分别为40～45gL、20～30gL、40～50gL。 　　工艺流程： 　　喷砂→检查→除油→清洗→电镀→检验 　　3镀层质量缺陷及其原因分析 　　常见镍钨镀层质量缺陷是麻点较多，侧面及球面的镀层粗糙有白色颗粒，中央镀层与侧面、角部和R处严重不均，甚至角部、R处出现微细裂纹等。 　　3.1麻点 　　麻点是镀层上的微小白色、黑色点状缺陷，形状多样，有些明显而规则，易发现，相对好控制；少量的肉眼“看不见”的，只能用仪器检查。 　　原因分析： 　　模具基体的砂眼、气孔、点蚀、粘附物等不良引起；模具在喷砂时粘附砂粒，或砂质不良，或砂质被杂质、油、异物、尘埃等污染引起；模具在除油时粘附的乳化物、清洗时水中的杂质等；配液时使用的压缩空气、纯水及其管路、工具及环境中的杂质等污染引起；镀液、活化液中的未溶化的盐颗粒、酸化的电极金属物等均可引起麻点。 　　上述麻点直观可见，而模具表面的有些薄层粘附物，经分析主要为镀前污染砂质中的碳类化合物。它牢固，粘附力强逐渐会变成耐酸碱、抗振动的高粘度胶状物。在除油、清洗时不易去除，一旦疏忽，流入电镀工序，必然被镀层覆盖，肉眼不易发现，也无法弥补。 　　3.2镀层粗糙 　　原因分析： 　　镀液基本组成是硫酸镍、柠檬酸钠、钨酸钠等，还有盐类、有机配合物等。试验发现：模具电镀的缺陷主要与镀液中的杂质含量有关。化学药品的纯度不高，镀液中的异物，镀液的频繁使用，使镀液中金属杂质Cu、Fe、Cr、Co含量超出了允许范围等，均可导致镀层粗糙、麻点增加及白色颗粒。 　　3.3镀层厚度严重不均 　　中央与侧面、角部、R处镀层严重不均，甚至角部、R处出现微细裂纹。 　　原因分析： 　　镀液使用较长时间后，镀层出现缺陷的几率增加，侧面及球面的白色颗粒，角部、R处的微细裂纹尤为明显。试验发现：当镀液中的杂质Cu、Fe、Cr、Co含量分别显着增加到20、20、20、50mgl时，电镀质量明显下降。 　　试验还发现：电镀电流的分布情况直接影响镀层的均匀度。模具的边缘、角部、R处电流密度明显比其它部位的高，相应金属沉积量多，镀层厚度大。正常情况下，中央与侧面、角部、R处的镀层厚度差为4μm左右。电流分布不均会导致镀层厚度差达到15μm以上，严重时镀层因为局部金属沉积量过多而脱落。 　　另外，模具的形状、结构、材料等也影响镀层的质量。 　　4对策 　　(1)喷砂前，检查、消除模具基体的砂眼、气孔、点蚀、粘附物等。 　　(2)喷砂时先检验砂质，若有杂质、异物、油污等污染，应立即彻底更换。喷砂后及时清扫模具表面残存的砂粒及其它粘附物。 　　(3)除油前先检验除油液表面，若有油状乳化剂聚集，应及时喷淋冲散；除油后模具表面若有油状乳化物粘附，必须清洗干净。 　　(4)酸活化时要严格控制时间，避免模具过腐蚀；同时，控制好模具下槽深度，防止电极板、连接件等腐蚀。其腐蚀物会污染镀液，导致电镀不良。 　　(5)镀液配制时化学药品尽量纯度高，并及时分析杂质含量。另外，镀液要定时分析，过滤，并定期更换。 　　(6)根据模具结构形状，科学地设计合理的电流均衡板，可以有效抑制金属局部沉积过厚，保证镀层质量。 　　(7)在保证模具满足生产工艺的前提下，优化模具设计，特别有利于提高镀层质量。 　　(8)及时补充阳极，修理附件，定期清理镀槽泥渣，并进行“三废”综合治理。 　　(9)净化、保护工作环境，遵守工艺规程，加强操作人员责任心，避免环境、机械杂质进入镀液。 　　5结束语 　　电镀镍钨合金新技术，有着广阔的应用前景。但提高电镀质量，必须从工艺技术、生产管理等方面综合控制和管理。  (miki)