铝合金挤压模具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种挤压模具，尤其涉及一种铝合金挤压模具。
【背景技术】
[0002] 缩尾废品是正向挤压的一种常见的缺陷。图1图示现有的模具中流态铝合金的挤 压过程。如图1所示，在挤压过程中，边部流态铝合金由于受到模具和挤压筒的摩擦阻碍， 流动速度会比中心流态铝合金慢。当挤压进入后期时，由于中心流态铝合金大量流出而势 必形成空缺状态，这时在挤压力的作用下，边部流动慢的流态铝合金开始紊流，沿挤压垫向 中心流动，以补充中心流态铝合金的空缺，这样边部的脏东西、冷金属铝、氧化物等就进入 到制品之内，破坏了制品的组织，即形成缩尾。
[0003] 因此，由于原料表面的油污、氧化物及挤压筒内的脏物、冷铝合金等在挤压后期时 流入制品中，形成不连续、不致密的组织，有时甚至中空，使得制品的组织性能变坏，不能使 用而变为废品，极大地降低挤压成品率。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在解决上述问题。本发明的目的是提供一种铝合金挤压模具。
[0005] 本发明提供了 一种铝合金挤压模具所述铝合金挤压模具包括模具壳体、设置在所 述模具壳体内的挤压腔和模桥，所述模桥与所述模具壳体相连接，将所述挤压腔分割成N 个子挤压腔，其中N为大于1的自然数；所述挤压腔与所述铝合金挤压模具的焊合室相连 通；
[0006] 所述模桥包括第一外壁和第二外壁，所述模桥的纵截面包括第一纵截面部分，所 述第一纵截面部分沿流态铝合金被推入挤压方向逐渐变窄，其中，在所述第一纵截面部分， 所述第一外壁和所述第二外壁之间的夹角为第一预定角度，并以第一预定长度延伸，其中， 所述第一预定角度α和所述第一延伸长度满足下述条件：
[0007] I) α /2 彡 30 度；
[0008] 2)按照第一预定角度和所述第一延伸长度设置的模桥的剪切强度彡500MPa。
[0009] 其中，所述纵截面还包括第二纵截面部分，其中，在所述第二纵截面部分，所述第 一外壁和所述第二外壁沿与流态铝合金被推入挤压方向相反的方向逐渐变窄，第一外壁和 所述第二外壁夹角为第二预定角度，并以第二预定长度延伸；其中，所述第二预定角度β 和第二延伸长度满足以下条件：
[0010] a)按照第二预定角度β和所述第二延伸长度设置的模桥的顶端处所受到的压力 567Mpa ；
[0011] 其中，所述模桥的纵截面在沿流态铝合金被推入挤压的方向依次包括第二纵截面 部分和第一纵截面部分。
[0012] 其中，所述模桥为"Y"型，所述模桥将所述挤压腔分割成3个子挤压腔。
[0013] 其中，所述第一预定角度为30度~50度，所述第一延伸长度为40毫米~60毫米。
[0014] 其中，所述第二预定角度为40度~60度，所述第二延伸长度为15~25厘米。
[0015] 其中，所述第一预定角度为40度，所述第一延伸长度为50毫米。
[0016] 其中，所述第二预定角度为50度。
[0017] 其中，所述模桥的顶部宽度为26毫米，所述模桥的底端宽度为4毫米；所述第二延 伸长度为20厘米。
[0018] 其中，所述模桥的顶部与所述挤压腔的入口的间距为8毫米~12毫米；所述焊合 室的高度为45毫米~55毫米。
[0019] 其中，所述模桥的顶部与所述挤压腔的入口的间距为10毫米；所述焊合室的高度 为50晕米。
[0020] 本发明所提供的铝合金挤压模具，主要根据缩尾形成的机理，在入料腔设置适当 形状的模桥，使得流态铝合金经模桥劈开，入料腔中心的流态铝合金受到模桥的阻挡和摩 擦，使之在挤压过程中流动慢，从而平衡了中心金属和边部金属的流速，使挤压的紊流阶段 变短和变晚，达到减少缩尾的目的，大大减少了铝合金挤压缩尾废品。
【附图说明】
[0021] 并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与 描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下 面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来 讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1示出了现有技术中铝合金结构件在模具中挤压成型过程的示意图；
[0023] 图2示出了根据本发明一个实施例中所给出的铝合金结构件挤压模具的结构示 意图；
[0024] 图3是图2中A-A示意图；
[0025] 图4A是经由现有技术中铝合金挤压模具形成的结构件；
[0026] 图4B是经由本发明所提供的铝合金挤压模具形成的结构件。
【具体实施方式】
[0027] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要 说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0028] 本发明提供了一种铝合金挤压模具，其包括模具壳体、设置在模具壳体内的入料 腔和设置在入料腔内的模桥。其中，模桥与模具壳体连接，模桥的底端与入料腔的底端以第 一预定距离设置。且考虑流态铝合金的流动角度以及在挤压过程中模桥所承受的压力，即 模桥的强度，设置模桥的结构。
[0029] 下面结合附图详细说明本发明的铝合金挤压模具的结构。图2图示了铝合金挤压 模具的示意图。
[0030] 如图2所示的，铝合金挤压模具100包括模具壳体1，设置在模具壳体1内的挤压 腔2。
[0031] 在实际生产的过程中，铝合金经过加热至450度~520度后，形成流态铝合金，经 由模具100的挤压腔2的入口 201进入模具，经由挤压腔2后，进入焊合室，进行焊合，随后 进入工作带挤出成型，形成铝合金结构件。
[0032] 在现有的模具中，并未设置本发明所提供的模桥，流态铝合金直接被推至挤压腔2 内，在推入挤压过程中，会出现如图1所表述的情况，边部流态铝合金由于受到模具和挤压 筒的摩擦阻碍，流动速度会比中心流态铝合金慢。在推入后期，油污、氧化物以及脏物等会 流入制品，形成缩尾。
[0033] 在本发明所提供的模具100中，设置了模桥3,模桥3将挤压腔2分割成N个子挤 压腔，其中，N为自然数。
[0034] 图3图示了图2中铝合金挤压模具的A-A示意图。模具壳体1内设置挤压腔2和 模桥3。挤压腔2包括入口 201。
[0035] 在该实施例中，铝合金挤压模具100包括两部分，挤压部分110和成型部分111。 从图上可知，设置在挤压部分110内的挤压腔2与设置在成型部分111的焊合室Illa相连 通。这样，模桥3是底部悬空设置在铝合金挤压模具100内的。
[0036] 大量的试验证明，流态铝合金的自然流动角度小于30度。因此，在本发明中，考虑 到在推入挤压的过程中流态铝合金的流动角度，将模桥3按照图3中所图示的方式进行设 置，如图3所示，模桥3的纵截面中，包括第一纵截面部分Al，第一纵截面部分Al为沿从挤 压腔2的入口 201到焊合室Illa的方向，即沿流态铝合金被推入挤压的方向，逐渐变窄。
[0037] 在本发明所给出的铝合金挤压模具100中所提供的模桥3,在挤压腔2内悬空设 置，因此，模桥3需要通过与铝合金挤压模具100的壳体1固定连接。例如，在本发明中，模 桥3的形状，从图2中可以看出，模桥3的形状为"Y"型的，模桥与模具壳体1相连接。
[0038] 如上描述的，由于模桥3在挤压腔2内悬空设置，且通过上述"Y"型结构的三个桥 与铝合金挤压模具100固定连接，在流态铝合金推入挤压的过程中，受到推入挤压的力以 及流态铝合金的流动过程中的压力的作用。
[0039] 因此，考虑到流态铝合金的流动角度以及模桥的强度，在第一纵截面部分Al处， 且在模桥3的底端处，由模桥3的第一外壁31和第二外壁32之间形成的夹角以第一预定 角度α设定，并以第一预定长度延伸。较佳方式为，在模桥3的底端处，第一外壁31与水 平面之间的夹角与第二外壁32与水平面之间的夹角相同，均为α /2。
[0040] 其中，在设置第一预定角度和第一预定长度时，使得第一预定角度和第一预定长 度满足：
[0041] 1)α/2<30 度
[0042] 2)按照第一预定角度和所述第一延伸长度设置的模桥的底端处的强度 ^ 500MPa〇
[0043] 在实际的操作中，在挤压成型的过程中，通过控制加压压力以及挤压速度，可以使 得模桥3的每个桥所受到的剪切力< 500MPa。这种设计下的本发明所提供的铝合金挤压模 具100可以满足模具生产工艺的要求，并延长模具的使用寿命。
[0044] 在实际应用过程中，可以根据需要设定第一外壁31和第二外壁32在第一纵截面 部分Al处变化过程，只要其充分考虑了流态铝合金的自然流动角度，以及模桥3的各个桥 的强度，均在本发明的保护范围之内。
[0045] 在本发明中，模桥的形状只是示例性的，并不形成对本发明模桥设置的形状的限 定，在实际应用过程中，模桥的形状可以根据实际需要来设定。
[0046] 为了降低流态铝合金在挤压过程中模桥3的正面压受力，在本发明中，模桥3还按 照下述方式设置，即模桥3的纵截面中，还可以包括第二纵截面部分A2,第二纵截面部分A2 沿从焊合室至挤压腔的入口方向延伸，即沿着流态铝合金的推入挤压相反的方向延伸，即 与第一纵截面部分Al延伸方向相反。第二纵截面部分A2为沿沿着流态铝合金的推入挤压 相反的方向逐渐变窄。
[0047] 在实际的操作过程中，铝合金被加热至400度~500度后，形成流态铝合金，流态 铝合金被推入挤压腔进行挤压。如果模桥3与流态铝合金的接触面过大，其所受到的挤压 力也比较大，因此，为了降低或者减弱在挤压过程中，模桥3所受到的正面的推力/压力，在 本发明中，在第二纵截面部分，且在模桥3的顶端处，第一外壁31和第二外壁32之间形成 的夹角以第二预定角度β设定，并以第二预定长度延伸。较佳的实施方式为，在模桥3的 顶端处，第一外壁31与水平面之间的夹角和第二外壁32与水平面之间的夹角相同，均为 β/2〇
[0048] 其中，所述第二预定角度β和第二预定长度满足以下条件：
[0049] a)按照第二预定角度β和所述第二延伸长度设置的模桥3的顶端处所受到的压 力彡 567MPa。
[0050] 如图3所示，模桥3的纵截面在沿流态铝合金的被推入挤压方向依次包括第二纵 截面部分A2和第一纵截面部分A