前面我們介紹過擠壓工模具在擠壓生產(chǎn)中的重要作用,今天我們就來談?wù)勊鼈兊墓ぷ鳁l件。
在擠壓機(jī)工作過程中,擠壓工、模具的工作條件是十分繁重的。特別是隨著現(xiàn)在擠壓產(chǎn)品品種的增加和規(guī)格大型化、形狀復(fù)雜化、尺寸精密化、材料高強(qiáng)化以及大型的高比壓擠壓筒和新的擠壓方法的不斷出現(xiàn),擠壓工模具的工作條件變得越來越惡劣了,對他們的要求也越來越高。下面我們來分析下其使用條件及其損壞原因:
1.承受長時(shí)高溫作用。在擠壓過程中,直接與高溫鑄錠接觸的擠壓工具(擠壓筒、擠壓墊、穿孔針等)和模具(模子、模墊、模支撐等)的表面溫度有時(shí)局部可達(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,長時(shí)間的高溫作用,大大惡化了金屬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,加速其破損。
2.承受長時(shí)高壓作用。經(jīng)計(jì)算,擠壓純鋁產(chǎn)品時(shí)所需最小單位壓力為100~150MPa,擠壓鋁合金普通型材或棒材時(shí)為200~450MPa,擠壓鋁合金壁板和空心型材時(shí)為450~1000MPa。
3.承受急冷急熱作用。穿孔針、模具、擠壓墊等工具,在工作時(shí)間和非工作時(shí)間的溫差,擠壓鋁合金時(shí)可達(dá)200~300℃以上。在穿孔擠壓時(shí),工模具的溫度梯度更大,變化更劇烈。加之,工模具材料的傳熱能力較低,很可能在工模具中產(chǎn)生大的熱應(yīng)力,使其工作條件更為惡化。在急冷急熱的作用下,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。在工作時(shí)間,工模具要承受很高的壓力,而在非工作時(shí)間則突然卸載,應(yīng)力變成零,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,工模具的應(yīng)力狀態(tài)是及其復(fù)雜和不穩(wěn)定的,極易產(chǎn)生疲勞破壞。
總之,在穿孔或擠壓時(shí),工模具的工作條件是十分惡劣的,引起其變形和損壞的因素也錯(cuò)綜復(fù)雜。我們在設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇合理的結(jié)構(gòu)、合適的材料,規(guī)定合理的加工工藝和熱處理工藝。