鋁型材擠壓模具的合理使用、維護及管理
在鋁型材生產企業中，模具成本在型材擠壓生產成本中佔到35%左右。模具的好壞以及模具是否能夠合理使用和維護，直接決定了企業是否能夠正常、合格的生產出型材來。擠壓模具在型材擠壓生產中的工作條件是十分惡劣的，既需要在高溫、高壓下承受劇烈的摩擦、磨損作用，並且還需要承受週期性載荷作用。
這都需要模具具有較高的熱穩定性、熱疲勞性、熱耐磨性和足夠的韌性。為滿足以上幾項要求，目前在國內普遍採用優質4cr5mosiv1（美國牌號h13）合金鋼，並採用真空熱處理淬火等方式來製作模具，以滿足鋁型材生產中的各項要求。
然而，在實際生產中，仍然有部分模具在擠壓時未能達到預定產量，嚴重的甚至擠壓不到20條棒或上機不到2次就提前報廢，致使採用昂貴的模具鋼製作的模具遠遠不能實現其應有的效益。這種現象在國內許多家鋁型材生產企業目前普遍存在。究其成因，需要從以下幾方面入手。
一、鋁型材截面本身就千變萬化，並且鋁擠壓行業發展到今天，鋁合金具有重量輕，強度好等重要優點，目前已經有許多行業採用鋁型材來代替原有材料。由於部分型材的特殊導致模具由於型材截面特殊，設計和製作難度較大。如果還是使用採用常規的擠壓方法往往難於達到模具額定產量，必須採用特殊工藝，嚴格控制各項生產工藝引數才能正常進行生產。
並且有的模具由於本身型材截面的特殊或模具本身的質量問題，而導致模具不能擠壓到額定產量，這就需要銷售人員在接單時與技術部門和模具廠進行充分溝通。同時模具設計製作部門需要不斷優化模具設計技術，提高模具製作精度，提高模具質量。
二、選擇合適的擠壓機型進行生產。進行擠壓生產前，需對型材截面進行充分計算，根據型材截面的複雜程度，壁厚大小以及擠壓係數λ來確定擠壓機噸位大小。一般來講，λ>7-10。
當λ>8-45時，模具的使用壽命較長，型材生產過程較為順暢。當λ>70-80後則屬較難擠壓型材，模具普遍壽命較短。產品結構越複雜，越容易導致模具區域性剛性不夠，模具腔內的金屬流動難於趨向均勻，並伴隨造成區域性應力集中。
型材生產時容易塞模和悶車或形成扭曲波浪，模具容易發生彈性變形，嚴重的還會發生塑性變形使模具直接報廢。
三、合理選擇錠坯及加熱溫度。要嚴格控制擠壓錠坯的合金成分。目前一般企業要求鑄錠晶粒度達到一級標準，以增強塑性和減少各項異性。
當鑄錠中有氣孔、組織疏鬆或有中心裂紋時，擠壓過程中氣體的突然釋放類似"放炮"，使得模具區域性工作帶突然減載又載入，形成區域性巨大的衝擊載荷，對模具影響很大。有條件的企業可對錠坯進行均勻化處理，在550~570c保溫8小時後強制冷卻，擠壓突破壓力可降低7-10%，擠壓速度可提高15%左右。
四、優化擠壓工藝。要科學延長模具壽命，合理使用模具進行生產是不容忽視的乙個方面。由於擠壓模具的工作條件極為惡劣，在擠壓生產中一定要採取合理的措施來確保模具的組織效能。
（1）採取適宜的擠壓速度。在擠壓過程中，當擠壓速度過快時，會造成金屬流動難於均勻，鋁金屬流和模具腔內壁摩擦加劇致使模具工作帶磨損加速，模具溫度實際較高等現象。如果此時金屬變形產生的餘熱不能及時被帶走，模具就可能因區域性過熱而失效。
如果擠壓速度適宜，就可避免上述不良後果的發生，擠壓速度一般應控制在25mm/s以下。（2）合理選擇擠壓溫度。擠壓溫度是由模具加熱溫度、盛錠筒溫度和鋁棒溫度來決定的。
鋁棒溫度過低容易引起擠壓力公升高或產生悶車現象，模具容易出現區域性微量的彈性變形，或在應力集中的部位產生裂紋而導致模具早期報廢。鋁棒溫度過高會使金屬組織軟化，而使得黏附於模具工作帶表面甚至堵模（嚴重時模具在高壓下崩塌），未均勻鑄錠合理加熱溫度在460-520°c，經過均勻化的鑄錠合理加熱溫度在430-480°c。
五、擠壓模具使用前期必須對模具進行合理的表面滲氮處理過程。表面滲氮處理能使模具在保持足夠韌性的前提下大大提高模具的表面硬度，以減少模具使用時的產生熱磨損。需要注意的是表面滲氮並不是一次就可以完成的，在模具服役期間必須進行3-4次的反覆滲氮處理，一般要求滲氮層厚度達到0.
15mm左右。比較合適的氮化過程為在模具入廠檢驗後進行第一次氮化。此時由於氮化層組織尚不穩定，應該在擠壓5-10條棒後再次氮化。
第二次氮化後，可擠壓40-80條棒。第三次氮化後以不超過100-120條棒為宜。氮化前工作帶一定要拋光，模具腔內要清理乾淨，不可殘留鹼渣或異物顆粒。
一般情況下模具的氮化次數不超過4-5次，因為此時氮化層如果不是工作帶被拉傷的話經過反覆氮化和擠壓生產，氮化層組織已經相對穩定。要注意的是前期氮化時要經過合適的生產過程方能進行氮化，氮化次數不能過於頻繁，否則工作帶易脫層。
六、模具上機前工作帶必須經過研磨拋光，工作帶一般要求拋光至鏡面。對模具工作帶的平面度和垂直度裝配前要進行檢查。氮化質量的好壞一定程度上決定了工作帶拋光的光潔度。
模具腔內必須用高壓氣以及毛刷清理乾淨，不得有粉塵或雜質異物，否則極易在金屬流的帶動下拉傷工作帶，使擠壓出來的型材產品出現面粗或劃線等缺陷。
七、擠壓生產時模具保溫時間一般在2-3小時左右，但不能超過8小時，否則模具工作帶氮化層硬度會降低而導致上機時不耐磨引起型材表面粗糙，嚴重的會引起劃線等缺陷。使用模具時要有與模具相配套的模支撐、模套和支承墊，避免因支承墊內孔過大而導致模具出口面與支承墊接觸面太小，使得模具變形或破裂。模具、擠壓筒、擠壓軸三者同心，同心度為±3mm以內，否則易產生偏心載荷以及模具各部位的設計流動速度改變，影響型材成型。
八、採用正確的鹼洗(煮模)方法。模具卸模後，此時模具溫度在500°c以上，如果立即浸入鹼水中，由於鹼水溫度要比模具溫度低得多，如果模具溫度下降迅速，模具極易發生開裂現象。正確方法是等卸模後將模具在空氣中放置到100°-150°c再浸入鹼水中。
普通分流組合模在卸模前進行拔模操作，可以大大減少煮模工作量，縮短煮模時間。具體做法是擠壓結束後，擠壓杆先於擠壓筒後退，壓餘留在擠壓筒中，然後擠壓筒後退，可同時將模具分流孔中的部分殘鋁隨同壓餘拔出，然後再進行鹼煮。有的分流組合模芯頭極小，甚至比鋼筆還細，這類模具擠壓結束後不允許拔模，煮模工開模時一定要事先看清楚模具結構，必須等模具腔中的殘鋁基本都煮掉才能開模。
否則稍不留神就會將芯頭碰斷，致使模具報廢。#p#分頁標題#e#
九、模具使用上採用由低到高再到低的使用強度。模具剛進入服役期時，內部金屬組織效能還處於浮動階段，在此期間應採用低強度的作業方案，以使模具向平穩期過渡。模具使用中期，由於模具的各項效能已基本處於平穩狀態，類似與剛過磨合期的汽車，可適當提高使用強度。
到後期，模具的金屬組織已經開始惡化，疲勞強度，穩定性和韌性經過長期的生產服役已經開始走入下降曲線，此時應適當降低模具的使用強度直至模具報廢。
十、加強模具在擠壓生產過程中的使用維護記錄，完善每套模具的跟蹤記錄檔案和管理。擠壓模具從入廠驗收到模具使用結束報廢，這中間時間短則幾個月，長的達一年以上。基本上來講，模具的使用記錄也記載著型材生產的各個過程。
擠壓模具數量大、品種多，對每套模具的使用過程進行管理，有利於幫助模具庫管理員、模具使用者和模具設計製造人員了解每套庫存模具的真實情況。模具的跟蹤記錄包括：
（1）模具的製造資訊，包括每套模具的設計圖紙，製作記錄、檢驗記錄（精度值，硬度值）等。
（2）模具每次上機擠壓的工藝資訊，如加溫時間、鋁棒溫度、模具溫度、擠壓速度、擠壓力、突破壓力、鋁棒長度、合格品支數、型材線密度、成材率等。
（3）每套模具的前三次修模方案、氮化處理時間、出入模具庫時間、報廢或返回模具廠維修的時間和原因等，這些記錄的收集對改進模具管理、核算模具成本、優化模具設計和修模、評判模具***壞、提高擠壓生產的穩定性、合理使用模具、確定模具最低庫存等工作都有著直接的影響。
鋁型材市場競爭的日益加劇，迫使各鋁型材生產企業在擠壓模具的採購、使用、維護與管理投入巨大的精力，這要求企業在改變以前的粗放式生產管理的同時改變自身觀念，從細節抓起，做好模具的統計分析和成本消耗管理，才能適應新的市場形勢，在市場中奪得先機。
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