大型扁宽薄壁型材的模具结构及其制造方法
【专利摘要】本发明公开一种大型扁宽薄壁型材的模具结构及其制造方法，模具采用上模和下模构成，所述上模中部设置两座吊桥，形成三个分流孔，分流孔的布置与型材形状几何相似，所述两侧的分流孔向外成两级宽展，两级宽展的角度分别为25°、5°，所述下模的焊合室深度为40mm；模具的材料选用优质4Cr5MoSiV1热作模，模具经过高温淬火，回火，使模具硬度值到达48～49HRC，采用二阶段气体氮化工艺处理，确保模具表面硬度值在HV950-1150，氮化层厚度100～160μm。本发明的模具结构简单、合理，采用上模和下模构成的分段宽展、分流组合模，保证了在加工型材时焊合的质量，提高了扁宽薄壁型材的质量，延时了模具的使用寿命，降低了该型材的生产成本。
【专利说明】大型扁宽薄壁型材的模具结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种结构型材的加工模具及加工工艺，具体涉及大型扁宽薄壁型材的模具结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]绿色建筑铝合金结构挤压型材品种多达百余种，而且规格范围广，现有绿色建筑用铝合金结构型材直接作为零部件来与相关件配合使用的，绿色建筑铝合金结构挤压型材包括各种异形型材如空心型材、实心型材和半空心型材以及各种特殊棒材；扁宽薄壁型材属于宽厚比大于100的高难度实心型材，以WYY1237型材为例如图1所示，该扁宽薄壁型材的设计要求和难度如下:
[0003](I) WYY1237型材的合金状态为6061FT6，挤压材需经精密水、雾、气淬火和人工时效制成，要求型材的尺寸与形位精度达到超高精级水平，并具有良好的力学性能、耐磨、耐蚀、可焊等综合性能的合理匹配，但现有模具不能达到如此效果。
[0004](2)WYY1237型材属于扁宽薄壁型材，其特点是容易发生严重的壁厚差和平面间隙，型材两端面因充料不足而壁厚尺寸不够，WYY1237型材的宽、厚比值高达
【权利要求】
1.大型扁宽薄壁型材的模具结构，其特征在于:所述模具采用分段宽展、分流组合模，所述宽展、分流组合模由上模(I)和下模(2)构成，所述上模(I)中部设置两座吊桥(1-1)，分成三个分流孔(1-2)，分流孔(1-2)的布置与型材形状几何相似，金属流经分流孔(1-2)的过程中逐渐由圆形铸锭变成与型材形状相似的金属流，合理控制金属分配和调节金属流速；所述分流孔(1-1)向外成两级宽展，两级宽展的角度分别为25°、5°，以增大模孔(2-2)处的金属流量和压力，便于填充；所述下模(2)的焊合室(2-3)深度为40mm，从而使流动金属在焊合室(2-3)内具有足够高的静水压力。
2.根据权利要求1所述的大型扁宽薄壁型材的模具结构，其特征在于:所述下模(2)的模孔(2-2)前端设置金属导流导槽，所述金属导流导槽上设有金属引流导套(2-1)，按型材形状进行第一次金属分配，提高型材的成形效果。
3.根据权利要求1所述的大型扁宽薄壁型材的模具结构，其特征在于:所述下模(2)还设有四个桥墩，每两个桥墩构成一组桥墩，每组桥墩支撑上模(I)的一座吊桥(1-1)，以平衡金属流量和提高模具的整体强度。
4.根据权利要求1所述的大型扁宽薄壁型材的模具结构，其特征在于:所述上模(I)的分流孔(1-2)的分流比K分=13。
5.根据权利要求1所述的大型扁宽薄壁型材的模具结构，其特征在于:所述上模(I)的金属入料面(1-3)处下沉20mm，可均衡金属流动并降低挤压力。
6.根据权利要求1所述的大型扁宽薄壁型材的模具结构，其特征在于:所述焊合室(2-3)采用异性形状。
7.大型扁宽薄壁型材的模具制造方法，其特征在于: 模具的材料选用4Cr5MoSiVl热作模具钢； 模具的粗坯制作:将模块采用电渣重熔钢坯，依次经过锻造、退火，得到硬度达到HB229的模块； 模具的设计制造:采用CAD/CAM/CAE全自动加工方法，通过建立三维模型确保模具的各参数，设计出大型扁宽薄壁型材的模具结构； 模具的热处理:模具经过1035°C高温淬火，然后经过2次回火，使模具硬度值到达48 ?49HRC ； 模具表面强化处理:采用二阶段气体氮化工艺处理，确保模具表面硬度值在HV950-1150，氮化层厚度100?160 iim，提高模具使用寿命。
8.根据权利要求7所述的大型扁宽薄壁型材的模具制造方法，其特征在于:所述模具的设计制造，遵循铝合金挤压时金属流动规律，合理分配金属量和控制流速，尽量减少挤压阻力和平衡流速。
9.根据权利要求7所述的大型扁宽薄壁型材的模具制造方法，其特征在于:所述模具热处理经1035 °C高温淬火。
【文档编号】B21C25/02GK103599955SQ201310432958
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】冯扬明 申请人:广东伟业铝厂有限公司