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鋁型材擠壓模具的工作條件?
(1)承受長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用
鋁型材熱擠壓是在高溫下進(jìn)行的,模具直接與高溫鑄錠接觸,擠壓工具和模具的表面溫度有時(shí)局部可高達(dá)550℃以上;承受高溫作用的時(shí)間一般為幾分鐘到幾十分鐘,對(duì)于擠壓速度慢的難變形的鋁型材來說,有時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)以上;長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用,大大地惡化了型材與工具之間的摩擦條件,降低了工模具材料的強(qiáng)度,以至于產(chǎn)生塑性變形,加速破損;
(2)承受長(zhǎng)時(shí)間的高壓作用
鋁型材擠壓過程中,型材和工具都需要承受很高的壓力;表1列出了鋁型材擠壓成形時(shí)所需的最小比壓;為了滿足不同合金和品種變形的要求,即不同的比壓,設(shè)計(jì)和制造了具有不同比壓的擠壓機(jī)和擠壓筒;表2列出了部分?jǐn)D壓筒的比壓;
合金與品種
|
所需的最小單位壓力/MPa
|
合金與品種
|
所需的最小單位壓力/MPa
|
純鋁產(chǎn)品
|
100~150
|
鋁合金壁板和空心鋁型材
|
450~1000
|
鋁合金普通型材、棒材
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200~450
|
冷擠壓型材
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600~1200
|
(鋁型材擠壓成形所需單位壓力)
擠壓機(jī)能力/MN
|
擠壓筒規(guī)格/mm
|
比壓/MPa
|
3.5
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60、80、100
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1296、697、446
|
4
|
85、100
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705、510
|
5
|
60、85、95
|
1769、881、706
|
6
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85、100、120、135
|
1057、764、530、419
|
6.3
|
75、85、95
|
1426、1110、889
|
7.5
|
85、95
|
1322、1059
|
8
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85、95、110
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1410、1129、842
|
12
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95、115、130
|
1693、1155、904
|
15
|
130~250
|
1130~305
|
16.3
|
140~200
|
1059~519
|
20
|
150、170、200
|
1132、882、637
|
25
|
200、250、300
|
796、509、354
|
31.5
|
20~355
|
1003~318
|
35
|
200~420
|
1145~253
|
50
|
300~500
|
708~255
|
72
|
360~600
|
708~255
|
80
|
360~650
|
786~241
|
90
|
385~720
|
825~236
|
125
|
420~800
|
903~249
|
200
|
650~1100
|
603~210
|
(部分?jǐn)D壓筒的比壓)
(3)承受急冷急熱作用
穿孔針、模具和擠壓墊片等工具,工作時(shí)間和非工作時(shí)間的溫差,鋁型材擠壓時(shí)可達(dá)200~300℃,而在水冷漠?dāng)D壓、穿孔擠壓時(shí),工模具中的溫度梯度更大,變化更激烈;加之,工模具材料的傳熱能力較低,很可能在工模具中產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力,使其工作條件更為惡化;在急冷急熱作用下,工模具極易產(chǎn)生微裂或熱疲勞裂紋;
(4)承受反復(fù)循環(huán)應(yīng)力作用
鋁型材擠壓過程本身就是一個(gè)周期性的間歇式操作過程;在工作時(shí)間,工模具要承受很高的壓力,而在非工作時(shí)間里則突然卸載,應(yīng)力下降到零;而且,有的工具(如穿孔系統(tǒng)的工具)在擠壓過程中有時(shí)受壓,有時(shí)受拉;因此,工模具部件中的應(yīng)力狀態(tài)是極其復(fù)雜和極不穩(wěn)定的;在這種反復(fù)循環(huán),拉壓交變的應(yīng)力作用下,工模具極易產(chǎn)生疲勞破壞;
(5)承受偏心載荷和沖擊載荷作用
在穿孔和擠壓時(shí),工模具內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很大的附加應(yīng)力,或引起很高的應(yīng)力集中;在細(xì)長(zhǎng)件、薄壁空心鋁型材中,還會(huì)受到偏心載荷、沖擊載荷、扭曲和橫向彎曲應(yīng)力的作用;主應(yīng)力和這些附加應(yīng)力疊加,會(huì)形成很高的工作應(yīng)力;在這種復(fù)合應(yīng)力的作用下,工模具最易喪失其穩(wěn)定性、產(chǎn)生彎曲、扭斷或折斷;
(6)承受高溫高壓下的高摩擦作用
鋁型材擠壓時(shí)的主要特點(diǎn)之一是極易與工模具表面產(chǎn)生黏結(jié)作用,在高溫高壓作用下,這些黏附的型材層不斷形成,又不斷被破壞,經(jīng)多次反復(fù)磨損,而引起工模具失效;
(7)承受局部應(yīng)力集中的作用;
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