大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)及其制造方法，模具采用上模和下模構(gòu)成，所述上模中部設(shè)置兩座吊橋，形成三個(gè)分流孔，分流孔的布置與型材形狀幾何相似，所述兩側(cè)的分流孔向外成兩級(jí)寬展，兩級(jí)寬展的角度分別為25°、5°，所述下模的焊合室深度為40mm；模具的材料選用優(yōu)質(zhì)4Cr5MoSiV1熱作模，模具經(jīng)過(guò)高溫淬火，回火，使模具硬度值到達(dá)48～49HRC，采用二階段氣體氮化工藝處理，確保模具表面硬度值在HV950-1150，氮化層厚度100～160μm。本發(fā)明的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，采用上模和下模構(gòu)成的分段寬展、分流組合模，保證了在加工型材時(shí)焊合的質(zhì)量，提高了扁寬薄壁型材的質(zhì)量，延時(shí)了模具的使用壽命，降低了該型材的生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)型材的加工模具及加工工藝，具體涉及大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]綠色建筑鋁合金結(jié)構(gòu)擠壓型材品種多達(dá)百余種，而且規(guī)格范圍廣，現(xiàn)有綠色建筑用鋁合金結(jié)構(gòu)型材直接作為零部件來(lái)與相關(guān)件配合使用的，綠色建筑鋁合金結(jié)構(gòu)擠壓型材包括各種異形型材如空心型材、實(shí)心型材和半空心型材以及各種特殊棒材；扁寬薄壁型材屬于寬厚比大于100的高難度實(shí)心型材，以WYY1237型材為例如圖1所示，該扁寬薄壁型材的設(shè)計(jì)要求和難度如下:
[0003](I) WYY1237型材的合金狀態(tài)為6061FT6，擠壓材需經(jīng)精密水、霧、氣淬火和人工時(shí)效制成，要求型材的尺寸與形位精度達(dá)到超高精級(jí)水平，并具有良好的力學(xué)性能、耐磨、耐蝕、可焊等綜合性能的合理匹配，但現(xiàn)有模具不能達(dá)到如此效果。
[0004](2)WYY1237型材屬于扁寬薄壁型材，其特點(diǎn)是容易發(fā)生嚴(yán)重的壁厚差和平面間隙，型材兩端面因充料不足而壁厚尺寸不夠，WYY1237型材的寬、厚比值高達(dá)
【權(quán)利要求】
1.大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述模具采用分段寬展、分流組合模，所述寬展、分流組合模由上模(I)和下模(2)構(gòu)成，所述上模(I)中部設(shè)置兩座吊橋(1-1)，分成三個(gè)分流孔(1-2)，分流孔(1-2)的布置與型材形狀幾何相似，金屬流經(jīng)分流孔(1-2)的過(guò)程中逐漸由圓形鑄錠變成與型材形狀相似的金屬流，合理控制金屬分配和調(diào)節(jié)金屬流速；所述分流孔(1-1)向外成兩級(jí)寬展，兩級(jí)寬展的角度分別為25°、5°，以增大模孔(2-2)處的金屬流量和壓力，便于填充；所述下模(2)的焊合室(2-3)深度為40mm，從而使流動(dòng)金屬在焊合室(2-3)內(nèi)具有足夠高的靜水壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述下模(2)的模孔(2-2)前端設(shè)置金屬導(dǎo)流導(dǎo)槽，所述金屬導(dǎo)流導(dǎo)槽上設(shè)有金屬引流導(dǎo)套(2-1)，按型材形狀進(jìn)行第一次金屬分配，提高型材的成形效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述下模(2)還設(shè)有四個(gè)橋墩，每?jī)蓚€(gè)橋墩構(gòu)成一組橋墩，每組橋墩支撐上模(I)的一座吊橋(1-1)，以平衡金屬流量和提高模具的整體強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上模(I)的分流孔(1-2)的分流比K分=13。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上模(I)的金屬入料面(1-3)處下沉20mm，可均衡金屬流動(dòng)并降低擠壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述焊合室(2-3)采用異性形狀。
7.大型扁寬薄壁型材的模具制造方法，其特征在于: 模具的材料選用4Cr5MoSiVl熱作模具鋼； 模具的粗坯制作:將模塊采用電渣重熔鋼坯，依次經(jīng)過(guò)鍛造、退火，得到硬度達(dá)到HB229的模塊； 模具的設(shè)計(jì)制造:采用CAD/CAM/CAE全自動(dòng)加工方法，通過(guò)建立三維模型確保模具的各參數(shù)，設(shè)計(jì)出大型扁寬薄壁型材的模具結(jié)構(gòu)； 模具的熱處理:模具經(jīng)過(guò)1035°C高溫淬火，然后經(jīng)過(guò)2次回火，使模具硬度值到達(dá)48 ?49HRC ； 模具表面強(qiáng)化處理:采用二階段氣體氮化工藝處理，確保模具表面硬度值在HV950-1150，氮化層厚度100?160 iim，提高模具使用壽命。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大型扁寬薄壁型材的模具制造方法，其特征在于:所述模具的設(shè)計(jì)制造，遵循鋁合金擠壓時(shí)金屬流動(dòng)規(guī)律，合理分配金屬量和控制流速，盡量減少擠壓阻力和平衡流速。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大型扁寬薄壁型材的模具制造方法，其特征在于:所述模具熱處理經(jīng)1035 °C高溫淬火。
【文檔編號(hào)】B21C25/02GK103599955SQ201310432958
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】馮揚(yáng)明 申請(qǐng)人:廣東偉業(yè)鋁廠有限公司