本篇文章給大家談?wù)剶D壓模具，以及冷擠壓模具對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

鋁型材擠壓模具氮化后硬度變化

氮化次數(shù)對(duì)鋁合金擠壓模具的影響白云鵬;譚琳;唐荻;周龍;朱瑩瑩【摘 要】通過對(duì)一次、二次、三次氮化的H13模具鋼硬度比較、組織觀察、擠壓生產(chǎn)結(jié)果的對(duì)比,分析氮化次數(shù)對(duì)H13模具鋼性能與組織的影響.結(jié)果表明,三次氮化的模具硬度最高,氮化層厚度為78m,一次上機(jī)使用壽命最長.%The effects of nitriding times on extrusion die of aluminum alloy were analyzed by hardness testing,microstructure analysis and extrusion process.The results show that the three times of nitriding process of H13 die steel have the best hardness,and nitriding layer is 78 m.Service life of extrusion of the die is the longest.【期刊名稱】《鋁加工》【年(卷),期】2018(000)001【總頁數(shù)】5頁(P47-50,19)【關(guān)鍵詞】H13模具鋼;氮化處理;性能;擠壓【作 者】白云鵬;譚琳;唐荻;周龍;朱瑩瑩【作者單位】遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003【正文語種】中 文【中圖分類】TG3790 前言H13鋼是C-Cr-Mo-Si-V型鋼，是一種應(yīng)用極其廣泛的熱作模具鋼，本廠生產(chǎn)的擠壓模具多以H13模具鋼為原料[1]。擠壓鋁型材的很多表面問題均與模具有關(guān)，模具工作帶硬度和耐磨性不足會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品表面質(zhì)量，因此需要對(duì)模具進(jìn)行氮化處理以提高硬度和耐磨性。H13鋼中有較多的Cr、Mo等元素，氮化時(shí)能生成穩(wěn)定的氮化物并彌散分布，有利于提高H13鋼的硬度、耐磨性、耐蝕性、抗粘結(jié)性及抗熱疲勞性能[2～3]。因此恰當(dāng)?shù)牡に嚥粌H可以提高產(chǎn)品表面質(zhì)量還可以提高生產(chǎn)效率。

本實(shí)驗(yàn)主要探究氮化次數(shù)對(duì)模具的影響，從成分、硬度和金相組織三方面對(duì)不同氮化次數(shù)的模具鋼進(jìn)行全面分析，并將不同氮化次數(shù)的模具鋼進(jìn)行上機(jī)擠壓試驗(yàn)，綜合兩方面結(jié)果探究出最適合模具擠壓的氮化次數(shù)。1 實(shí)驗(yàn)材料與方法1.1 實(shí)驗(yàn)材料本試驗(yàn)以5個(gè)10mm10mm10mm退火狀態(tài)的H13模具鋼試塊及同批次H13模具鋼為原料加工的三套相同模具為研究對(duì)象，成分如表1所示。使用瑞士ARLMA-283直讀光譜儀、HVS-50維氏硬度計(jì)、蔡司AX10光學(xué)顯微鏡等設(shè)備進(jìn)行檢測。1.2 實(shí)驗(yàn)方法取其中1個(gè)模具鋼試塊進(jìn)行成分、維氏硬度、金相分析，其余4個(gè)試塊一同進(jìn)行淬火+回火處理，分別對(duì)熱處理后一次氮化、二次氮化、三次氮化后試樣進(jìn)行維氏硬度、金相觀察。淬火、回火工藝參數(shù)如圖1所示，氮化工藝如圖2所示。在氮化過程中每分鐘要滴60滴酒精，使氮化更充分，降溫過程中關(guān)閉酒精。同時(shí)將三套模具分別進(jìn)行一次氮化、二次氮化、三次氮化，氮化后進(jìn)行擠壓試驗(yàn)，分析模具單次使用壽命與擠壓產(chǎn)品表面質(zhì)量。圖1 淬火工藝與回火工藝示意圖圖2 氮化工藝示意圖表1 H13鋼成分檢測結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1 成分檢測表1為模具鋼成分檢測結(jié)果，其結(jié)果符合國標(biāo)要求，可以進(jìn)行正常使用。2.2 硬度測試表2為不同狀態(tài)下模具鋼硬度檢測結(jié)果。對(duì)比氮化與未氮化模具鋼的硬度，氮化后的硬度有大幅度提高，是因?yàn)榈髸?huì)在外表面形成一層硬度很大的氮化層，因此氮化后硬度大幅度提高。其中二次氮化、三次氮化硬度結(jié)果差異并不大，相比一次氮化提高約300HV。表2 H13鋼硬度檢測結(jié)果2.3 宏觀分析退火后的模具鋼主要為珠光體與粒狀滲碳體組織，滲碳體分布均勻且無網(wǎng)狀，退火組織比較理想。回火后的組織為回火馬氏體，保持淬火后馬氏體的片狀形態(tài)，隨著回火溫度的升高，馬氏體和殘余奧氏體發(fā)生分解，滲碳體在板條界面彌散、均勻分布。氮化后的基體多數(shù)為回火索氏體組織即鐵素體與滲碳體的復(fù)合組織，二次氮化后開始有向等軸狀鐵素體轉(zhuǎn)化的過渡組織出現(xiàn)，三次氮化后鐵素體以再結(jié)晶形式呈等軸狀分布，如圖3所示。

一次氮化后并沒有明顯的氮化層，只有一層很薄的硬而脆的白亮化合物層，厚度只有幾微米左右；二次氮化后滲氮層厚度有了明顯提高，滲氮層主要由兩部分組成，即表面的致密氮化層及次表面疏松的擴(kuò)散層，氮化層約為34m，擴(kuò)散層厚度約為45m；三次氮化后滲氮層結(jié)構(gòu)與二次氮化后滲氮層結(jié)構(gòu)相同，氮化層厚度約為42m，擴(kuò)散層厚度約為36m。通過計(jì)算可知，三次氮化后氮化層厚度（78m）與二次氮化（79m）相比厚度變化不大，但三次氮化的氮化層的致密度有所提高。圖3 模具鋼金相照片2.4 擠壓驗(yàn)證圖4為不同氮化次數(shù)模具擠壓后型材表面。從表面看，三套模具擠壓后表面均無明顯的拉毛、顆粒、氣泡、夾渣等缺陷，但表面機(jī)械紋和劃傷程度各有優(yōu)劣：一次氮化模具擠壓后型材機(jī)械紋與劃傷條紋較重；二次氮化模具擠壓后型材機(jī)械紋與劃傷條紋較輕；三次氮化模具擠壓后型材無明顯機(jī)械紋與劃傷條紋，表面較好。這說明隨著氮化次數(shù)的增加，氮化層厚度增加，工作帶硬度增加，相對(duì)摩擦力減輕，因此擠壓制品機(jī)械紋與劃傷條紋會(huì)減輕，增加氮化次數(shù)有利于提高擠壓型材表面質(zhì)量。圖4 不同氮化次數(shù)模具擠壓型材表面通過不同氮化次數(shù)模具單次擠壓壽命結(jié)果可知（見表3），一到三次氮化模具擠壓制品數(shù)量分別為42支、58支和75支。隨著氮化次數(shù)增加，單次擠壓壽命延長，說明隨著氮化次數(shù)增加，氮化層厚度增加，工作帶硬度增加、耐磨性增加，耐擠壓性增強(qiáng)。表3 不同氮化次數(shù)模具單次擠壓壽命擠壓支數(shù)/支報(bào)廢原因42機(jī)械紋重58機(jī)械紋重75表面劃傷3 結(jié)論（1）退火狀態(tài)的模具鋼硬度為203HV，淬火+回火狀態(tài)的模具鋼硬度為527HV，一次氮化后硬度為962HV，二次氮化后硬度為1225HV，三次氮化后硬度為1270HV，氮化處理可大幅度提高模具硬度，且隨著氮化次數(shù)增加，硬度會(huì)不同程度增加。（2）從金相結(jié)果分析，退火后的模具鋼組織主要為珠光體與粒狀滲碳體組織，回火后的組織為回火馬氏體組織，氮化后的基體多數(shù)為回火索氏體組織。

（3）從滲氮層厚度分析，一次氮化后并沒有明顯的氮化層，只有幾微米左右，二次氮化后氮化層約為34m，擴(kuò)散層厚度約為45m，三次氮化后氮化層厚度約為42m，擴(kuò)散層厚度約為36m。（4）一次氮化模具擠壓后型材機(jī)械紋與劃傷條紋較重，二次氮化模具擠壓后型材機(jī)械紋與劃傷條紋較輕，三次氮化模具擠壓后型材無明顯機(jī)械紋與劃傷條紋，表面較好。參考文獻(xiàn)【相關(guān)文獻(xiàn)】[1] 肖亞慶，謝水生，劉靜安，等.鋁加工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005[2] 仇芝蓉.鋁型材擠壓模具分析[J].冶金叢刊，1998（5）：47-50[3] 郭志斌.鋁合金型材H13鋼擠壓模具氮化工藝優(yōu)選[J].模具技術(shù)，2010（1）：59-63

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氮化次數(shù)對(duì)鋁合金擠壓模具的影響

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氮化次數(shù)對(duì)鋁合金擠壓模具的影響

白云鵬;譚琳;唐荻;周龍;朱瑩瑩

【摘 要】通過對(duì)一次、二次、三次氮化的H13模具鋼硬度比較、組織觀察、擠壓生產(chǎn)結(jié)果的對(duì)比,分析氮化次數(shù)對(duì)H13模具鋼性能與組織的影響.結(jié)果表明,三次氮化的模具硬度最高,氮化層厚度為78m,一次上機(jī)使用壽命最長.%The effects of nitriding times on extrusion die of aluminum alloy were analyzed by hardness testing,microstructure analysis and extrusion process.The results show that the three times of nitriding process of H13 die steel have the best hardness,and nitriding layer is 78 m.Service life of extrusion of the die is the longest.

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【期刊名稱】《鋁加工》

【年(卷),期】2018(000)001

【總頁數(shù)】5頁(P47-50,19)

【關(guān)鍵詞】H13模具鋼;氮化處理;性能;擠壓

【作 者】白云鵬;譚琳;唐荻;周龍;朱瑩瑩

【作者單位】遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003;遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧遼陽111003

鋁型材擠壓模具上機(jī)前后的注意事項(xiàng)有哪些？

(1)用的儀器儀表在線和離線檢測模子的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。檢測驗(yàn)收合格的模具進(jìn)行登記，人庫上架，使用時(shí)領(lǐng)出拋光模孔工作帶，并將導(dǎo)流模、型材模、模墊進(jìn)行組裝檢查，確認(rèn)無誤時(shí)發(fā)到機(jī)臺(tái)加熱；

(2)鋁型材擠壓工模具上機(jī)前加熱溫度規(guī)定：擠壓筒：400～450℃，擠壓墊：350℃ ，模墊：350～400℃，平模：450～470℃，分流模：460～480℃，保溫時(shí)間按模具厚度計(jì)算（l.5～2 分鐘/mm)；

(3)鋁型材擠壓工模具在爐內(nèi)加熱時(shí)間不允許超過10 小時(shí)，時(shí)間過長，模孔工作帶容易腐蝕或變形；

(4)在鋁合金型材擠壓開始階段，需緩慢加壓力，因?yàn)闆_擊力很可能引起堵模。如果發(fā)生堵模時(shí)，需立即停機(jī)，以防壓爛模孔工作帶；

(5)模子卸機(jī)后，待冷至150～180℃ 時(shí)再放人堿槽煮，因?yàn)槟Ｗ釉诟邷叵聣A煮，容易被熱浪沖擊開裂。并應(yīng)采用先進(jìn)的蝕洗方法，以回收節(jié)省堿液，縮短腐蝕時(shí)間和實(shí)現(xiàn)無污染清洗；

(6)鋁型材擠壓模具修模工在對(duì)分流模裝配時(shí)，應(yīng)用銅棒輕輕顛打，不允許用大鐵錘猛擊，避免用力過大，震爛模具；

(7)鋁型材擠壓模具氮化前需對(duì)模孔工作帶仔細(xì)拋光至表面粗糙度Ra0.8～0.4m；

(8)鋁型材擠壓模子氮化前要求清洗干凈，不允許有油污帶入爐內(nèi)；氮化工藝要合理（依設(shè)備特性與模具材料而定），氮化后表面硬度為HV900～1200，氮化層過厚、過硬會(huì)引起氮化層剝落。一套模具一般允許氮化3～5 次；復(fù)雜的高倍齒散熱器型材模不進(jìn)行氮化工序；

(9)對(duì)老產(chǎn)品的新模子、棒模、圓管模可不經(jīng)試模直接進(jìn)行氮化處理；新產(chǎn)品及復(fù)雜型材模必須經(jīng)試模合格后才能進(jìn)行氮化處理；

(10)鋁型材擠壓新模試模合格后，最多擠壓10 個(gè)鑄錠就應(yīng)卸機(jī)進(jìn)行氮化處理，避免將工作帶拉出溝槽；兩次氮化之間不可過量生產(chǎn)，一般平模為60～100 個(gè)錠，分流模為40～80 個(gè)錠為宜，過多會(huì)將氮化層拉穿。

(11)使用后的鋁型材擠壓模子拋光后，涂油人庫保管。

現(xiàn)在的冷擠壓模具老是開裂，請(qǐng)問各路大神，用什么材料不會(huì)開裂？

冷擠壓模具老是開裂，從模具鋼角度考慮，是因?yàn)槟＞咪擁g性差。用UNIMAX，LG，8566材料比較好用。

1）UNIMAX模具鋼價(jià)格很貴，很多模具都吃不消。

2）LG是高硬度，韌性優(yōu)異的多用途模具鋼材。熱處理硬度HRC56-58，具有高耐磨性的同時(shí)，具有高韌性，模具或沖頭不會(huì)開裂。

LG主要用于型腔復(fù)雜的冷擠壓模具；要求耐磨和鏡面拋光的塑膠模具（LG模具鋼鏡面拋光可達(dá)12000-15000號(hào)）；型腔復(fù)雜的熱擠壓模具；也可用于重裁落料模具，粉末壓制模具，中溫?zé)徨懩＞摺ｍg性比VIKING還好，硬度比VIKING高，耐磨性自然比VIKING好。

3）8566韌性和LG一樣，耐磨性比LG好。8566熱處理硬度HRC58-60，適合型腔復(fù)雜，要求耐磨性長壽命的冷鐓模具。

重慶生產(chǎn)20Cr材質(zhì)的，太陽花冷擠壓模具的陳老板，以前用LD模具鋼，一副模具，只能生產(chǎn)500-800個(gè)產(chǎn)品，然后模具開始爆裂。一天兩個(gè)班，要更換6-8副模具。工人們無論怎么努力，產(chǎn)量只能達(dá)到4000個(gè)產(chǎn)品。

現(xiàn)在用LG模具鋼做成模具，擠壓相同的產(chǎn)品。一副模具，一天兩個(gè)班，生產(chǎn)了6000個(gè)產(chǎn)品，模具還是完好如新。客戶預(yù)估，這套模具擠壓1萬個(gè)產(chǎn)品，都沒有問題。相當(dāng)于模具壽命，至少提高了10倍。生產(chǎn)效率提高1.5倍。

我想知道鋁合金擠壓模具的結(jié)構(gòu)是哪樣的

鋁合金建筑型材擠壓模具可分為平面模和空心模兩大類。空心模又可分為平面分流組合模、星形組合模，舌形模，其中平面分流組合模最為常用，占95％以上。平面模用于擠壓實(shí)心型材，模子可以做得很薄，在15MN以下的中小型擠壓機(jī)上使用的模子厚度可到20-25mm，16-35MN擠壓機(jī)上可取30mm左右。薄模易于加工制造，便于修模和拋光工作帶表面。為了保證模子強(qiáng)度和產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，可增加模子墊的厚度或數(shù)目。

平面分流組合模用于擠壓空心型材，因需經(jīng)二次變形，故所需擠壓力較大，易造成悶車。用這種模具擠壓空心型材，成品率較高，模具易于加工制造，生產(chǎn)操作簡便，能生產(chǎn)各種高精度、高光潔表面的外形復(fù)雜的薄壁空心型材和多孔空心型材，但在擠壓中或擠壓完畢時(shí)修模和清理殘料較困難。

星形組合模適用于外形尺寸較大的空心型材，擠壓力較平面分流模的小，型材成品率較高，殘料清理也較輕易，但模子加工較困難。

舌形模殘料較長，型材成品率低，模具加工難度介于兩者之間，但擠壓阻力較小，且在擠壓中或擠壓結(jié)束時(shí)殘料輕易清理干凈，修模方便，故多用于擠壓需要較高的擠壓力和質(zhì)量要求較高的薄壁空心型材或硬合金軍工鋁材。

三種空心型材模具的比較表

模子種類擠壓工藝性能（擠壓阻力）產(chǎn)品質(zhì)量（成品率）模子加工難易度清理金屬和修模適用范圍

平面分流組合模不好良好易難所有空心制品

星形組合模中等良好難中等外形尺寸大的空心型材

舌形模良好不好中等易硬合金高質(zhì)量薄壁空心型材

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