本篇文章给大家谈谈铝型材挤压模具，以及铝型材挤压模具结构图解对应的知识点，希望对各位有所帮助。

氮化的工艺：

气体软氮化的主要工艺参数为氮化温度，氮化时间，以及氮化气氛。

气体软氮化温度常用560-570℃，因该温度下氮化层硬度最高。氮化时间通常为3-4小时，因为化合物层的硬度在共渗2-3小时达到最高，而随时间的延长，氮化层深度增加缓慢。氮化气氛由氨气分解率和含碳渗剂的滴量速度所决定。

氮化的原理：

气体软氮化，即气体氮碳共渗，是指以气体渗氮为主，渗碳为辅的的低温氮碳共渗。常用介质有50%氨气+50%吸热式气体（Nitemper法）；35%-50%氨气+50-60%放热式气体（Nitroc法）和通氨气时滴注乙醇或甲酰胺等数种。在软氮化时，由于碳原子在相中的溶解度高，软氮化的表层是碳、氮共同的化合物，这种化合物韧性好且耐磨。

在气体软氮化过程中，由于碳原子的溶解度极低，所以很快达到饱和状态，析出许多超显微的渗碳体质点。这些渗碳体质点，作为氮化物结晶的核心，促使氮化物的形成。而当表层氮浓度达到一定时便形成相，而相的碳溶解能力很高，反过来又能加速碳的溶解。

气体软氮化后，其组织由相，′相和含氮的渗碳体Fe3（C，N）所组成，碳会降低氮的扩散速度，所以热应力和组织应力较硬氮化大，渗层更薄。但同时，由于软氮化层不存在相，故氮化层韧性比硬氮化后更佳

挤压模具是铝型材的核心与灵魂，就像设计一部汽车，到最后怎么成形都要通过模具锻造出来，铝型材也不例处，虽然工艺不同，但原理却是一样。

挤压模具图

铝型材挤压生产的过程就是靠挤压模具通过挤压机的物理作用力成型的，可以说模具起到了关键作用，模具合格与否（公差、设计缺陷）基本上是决定了产品的初始质量。

模具成品

模具的成本占整个挤压铝型材成本的三分之一以上，所以模具才是铝挤型厂的重头戏，有关更多铝挤模具可以留言关注。

铝挤产品

任何的机器只要有生产，就会有相应的磨损，那么挤压机中的模具也会有不同程度的磨损或失效，一般是由于在使用过程中的磨损，或者模具强度不够而开裂造成。其中，有些磨损是可以提前预防并解决的，有效办法就是是在使用过程中，要对积压件和模具加强润滑，减小对模具的磨损，加强模具的设计结构强度，以延长模具的使用寿命。

(1)用的仪器仪表在线和离线检测模子的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。检测验收合格的模具进行登记，人库上架，使用时领出抛光模孔工作带，并将导流模、型材模、模垫进行组装检查，确认无误时发到机台加热；

(2)铝型材挤压工模具上机前加热温度规定：挤压筒：400～450℃，挤压垫：350℃ ，模垫：350～400℃，平模：450～470℃，分流模：460～480℃，保温时间按模具厚度计算（l.5～2 分钟/mm)；

(3)铝型材挤压工模具在炉内加热时间不允许超过10 小时，时间过长，模孔工作带容易腐蚀或变形；

(4)在铝合金型材挤压开始阶段，需缓慢加压力，因为冲击力很可能引起堵模。如果发生堵模时，需立即停机，以防压烂模孔工作带；

(5)模子卸机后，待冷至150～180℃ 时再放人碱槽煮，因为模子在高温下碱煮，容易被热浪冲击开裂。并应采用先进的蚀洗方法，以回收节省碱液，缩短腐蚀时间和实现无污染清洗；

(6)铝型材挤压模具修模工在对分流模装配时，应用铜棒轻轻颠打，不允许用大铁锤猛击，避免用力过大，震烂模具；

(7)铝型材挤压模具氮化前需对模孔工作带仔细抛光至表面粗糙度Ra0.8～0.4m；

(8)铝型材挤压模子氮化前要求清洗干净，不允许有油污带入炉内；氮化工艺要合理（依设备特性与模具材料而定），氮化后表面硬度为HV900～1200，氮化层过厚、过硬会引起氮化层剥落。一套模具一般允许氮化3～5 次；复杂的高倍齿散热器型材模不进行氮化工序；

(9)对老产品的新模子、棒模、圆管模可不经试模直接进行氮化处理；新产品及复杂型材模必须经试模合格后才能进行氮化处理；

(10)铝型材挤压新模试模合格后，最多挤压10 个铸锭就应卸机进行氮化处理，避免将工作带拉出沟槽；两次氮化之间不可过量生产，一般平模为60～100 个锭，分流模为40～80 个锭为宜，过多会将氮化层拉穿。

(11)使用后的铝型材挤压模子抛光后，涂油人库保管。

氮化次数对铝合金挤压模具的影响白云鹏;谭琳;唐荻;周龙;朱莹莹【摘 要】通过对一次、二次、三次氮化的H13模具钢硬度比较、组织观察、挤压生产结果的对比,分析氮化次数对H13模具钢性能与组织的影响.结果表明,三次氮化的模具硬度最高,氮化层厚度为78m,一次上机使用寿命最长.%The effects of nitriding times on extrusion die of aluminum alloy were analyzed by hardness testing,microstructure analysis and extrusion process.The results show that the three times of nitriding process of H13 die steel have the best hardness,and nitriding layer is 78 m.Service life of extrusion of the die is the longest.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】5页(P47-50,19)【关键词】H13模具钢;氮化处理;性能;挤压【作 者】白云鹏;谭琳;唐荻;周龙;朱莹莹【作者单位】辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003【正文语种】中 文【中图分类】TG3790 前言H13钢是C-Cr-Mo-Si-V型钢，是一种应用极其广泛的热作模具钢，本厂生产的挤压模具多以H13模具钢为原料[1]。挤压铝型材的很多表面问题均与模具有关，模具工作带硬度和耐磨性不足会严重影响产品表面质量，因此需要对模具进行氮化处理以提高硬度和耐磨性。H13钢中有较多的Cr、Mo等元素，氮化时能生成稳定的氮化物并弥散分布，有利于提高H13钢的硬度、耐磨性、耐蚀性、抗粘结性及抗热疲劳性能[2～3]。因此恰当的氮化工艺不仅可以提高产品表面质量还可以提高生产效率。

本实验主要探究氮化次数对模具的影响，从成分、硬度和金相组织三方面对不同氮化次数的模具钢进行全面分析，并将不同氮化次数的模具钢进行上机挤压试验，综合两方面结果探究出最适合模具挤压的氮化次数。1 实验材料与方法1.1 实验材料本试验以5个10mm10mm10mm退火状态的H13模具钢试块及同批次H13模具钢为原料加工的三套相同模具为研究对象，成分如表1所示。使用瑞士ARLMA-283直读光谱仪、HVS-50维氏硬度计、蔡司AX10光学显微镜等设备进行检测。1.2 实验方法取其中1个模具钢试块进行成分、维氏硬度、金相分析，其余4个试块一同进行淬火+回火处理，分别对热处理后一次氮化、二次氮化、三次氮化后试样进行维氏硬度、金相观察。淬火、回火工艺参数如图1所示，氮化工艺如图2所示。在氮化过程中每分钟要滴60滴酒精，使氮化更充分，降温过程中关闭酒精。同时将三套模具分别进行一次氮化、二次氮化、三次氮化，氮化后进行挤压试验，分析模具单次使用寿命与挤压产品表面质量。图1 淬火工艺与回火工艺示意图图2 氮化工艺示意图表1 H13钢成分检测结果（质量分数/%）2 实验结果与讨论2.1 成分检测表1为模具钢成分检测结果，其结果符合国标要求，可以进行正常使用。2.2 硬度测试表2为不同状态下模具钢硬度检测结果。对比氮化与未氮化模具钢的硬度，氮化后的硬度有大幅度提高，是因为氮化后会在外表面形成一层硬度很大的氮化层，因此氮化后硬度大幅度提高。其中二次氮化、三次氮化硬度结果差异并不大，相比一次氮化提高约300HV。表2 H13钢硬度检测结果2.3 宏观分析退火后的模具钢主要为珠光体与粒状渗碳体组织，渗碳体分布均匀且无网状，退火组织比较理想。回火后的组织为回火马氏体，保持淬火后马氏体的片状形态，随着回火温度的升高，马氏体和残余奥氏体发生分解，渗碳体在板条界面弥散、均匀分布。氮化后的基体多数为回火索氏体组织即铁素体与渗碳体的复合组织，二次氮化后开始有向等轴状铁素体转化的过渡组织出现，三次氮化后铁素体以再结晶形式呈等轴状分布，如图3所示。

一次氮化后并没有明显的氮化层，只有一层很薄的硬而脆的白亮化合物层，厚度只有几微米左右；二次氮化后渗氮层厚度有了明显提高，渗氮层主要由两部分组成，即表面的致密氮化层及次表面疏松的扩散层，氮化层约为34m，扩散层厚度约为45m；三次氮化后渗氮层结构与二次氮化后渗氮层结构相同，氮化层厚度约为42m，扩散层厚度约为36m。通过计算可知，三次氮化后氮化层厚度（78m）与二次氮化（79m）相比厚度变化不大，但三次氮化的氮化层的致密度有所提高。图3 模具钢金相照片2.4 挤压验证图4为不同氮化次数模具挤压后型材表面。从表面看，三套模具挤压后表面均无明显的拉毛、颗粒、气泡、夹渣等缺陷，但表面机械纹和划伤程度各有优劣：一次氮化模具挤压后型材机械纹与划伤条纹较重；二次氮化模具挤压后型材机械纹与划伤条纹较轻；三次氮化模具挤压后型材无明显机械纹与划伤条纹，表面较好。这说明随着氮化次数的增加，氮化层厚度增加，工作带硬度增加，相对摩擦力减轻，因此挤压制品机械纹与划伤条纹会减轻，增加氮化次数有利于提高挤压型材表面质量。图4 不同氮化次数模具挤压型材表面通过不同氮化次数模具单次挤压寿命结果可知（见表3），一到三次氮化模具挤压制品数量分别为42支、58支和75支。随着氮化次数增加，单次挤压寿命延长，说明随着氮化次数增加，氮化层厚度增加，工作带硬度增加、耐磨性增加，耐挤压性增强。表3 不同氮化次数模具单次挤压寿命挤压支数/支报废原因42机械纹重58机械纹重75表面划伤3 结论（1）退火状态的模具钢硬度为203HV，淬火+回火状态的模具钢硬度为527HV，一次氮化后硬度为962HV，二次氮化后硬度为1225HV，三次氮化后硬度为1270HV，氮化处理可大幅度提高模具硬度，且随着氮化次数增加，硬度会不同程度增加。（2）从金相结果分析，退火后的模具钢组织主要为珠光体与粒状渗碳体组织，回火后的组织为回火马氏体组织，氮化后的基体多数为回火索氏体组织。

（3）从渗氮层厚度分析，一次氮化后并没有明显的氮化层，只有几微米左右，二次氮化后氮化层约为34m，扩散层厚度约为45m，三次氮化后氮化层厚度约为42m，扩散层厚度约为36m。（4）一次氮化模具挤压后型材机械纹与划伤条纹较重，二次氮化模具挤压后型材机械纹与划伤条纹较轻，三次氮化模具挤压后型材无明显机械纹与划伤条纹，表面较好。参考文献【相关文献】[1] 肖亚庆，谢水生，刘静安，等.铝加工实用技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2005[2] 仇芝蓉.铝型材挤压模具分析[J].冶金丛刊，1998（5）：47-50[3] 郭志斌.铝合金型材H13钢挤压模具氮化工艺优选[J].模具技术，2010（1）：59-63

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氮化次数对铝合金挤压模具的影响

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氮化次数对铝合金挤压模具的影响

白云鹏;谭琳;唐荻;周龙;朱莹莹

【摘 要】通过对一次、二次、三次氮化的H13模具钢硬度比较、组织观察、挤压生产结果的对比,分析氮化次数对H13模具钢性能与组织的影响.结果表明,三次氮化的模具硬度最高,氮化层厚度为78m,一次上机使用寿命最长.%The effects of nitriding times on extrusion die of aluminum alloy were analyzed by hardness testing,microstructure analysis and extrusion process.The results show that the three times of nitriding process of H13 die steel have the best hardness,and nitriding layer is 78 m.Service life of extrusion of the die is the longest.

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【期刊名称】《铝加工》

【年(卷),期】2018(000)001

【总页数】5页(P47-50,19)

【关键词】H13模具钢;氮化处理;性能;挤压

【作 者】白云鹏;谭琳;唐荻;周龙;朱莹莹

【作者单位】辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003

一、铝型材的尺寸及偏差

铝型材的尺寸及偏差是由挤压模具、挤压设备和其他有关工艺因素决定的。

二、选择正确的铝挤压机吨位

选择挤压机吨位主要是根据挤压比来确定。如果挤压比低于10，铝型材产品机械性能低;如果挤压比过高，铝型材产品很容易出现表面粗糙以及角度偏差等缺陷。实心铝型材常推荐挤压比在30左右，空心铝型材则在45左右。

三、挤压模具外形确定

挤压模具的外形尺寸是指挤压模具的外圆直径和厚度。挤压模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和强度来确定。

四、挤压模具模孔尺寸的确定

对于壁厚差很大的铝型材，难成形的薄壁部分及边缘尖角区应适当加大尺寸;而对于宽厚比大的扁宽薄壁型材及壁板型材的模孔，桁条部分的尺寸可按一般型材设计，而腹板厚度的尺寸，除考虑公式所列的因素外，尚需考虑挤压模具的弹性变形与塑性变形及整体弯曲，距离挤压筒中心远近等因素。

此外，挤压速度、有无牵引装置等对模孔尺寸也有一定的影响。

五、合理调整铝金属的流动速度

合理调整铝金属流动速度，就是要尽量保证铝型材断面上每一个质点应以相同的速度流出模孔。挤压模具设计时，尽量采用多孔对称排列，根据铝型材的形状，各部分壁厚的差异和比周长的不同，及距离挤压筒中心的远近，来设计不等长的定径带。

一般来说，铝型材某处的壁厚越薄，周长越大，形状越复杂，离挤压筒中心越远，则此处的定径带应越短。如果当用定径带仍难于控制铝金属流速时，对于铝型材断面形状特别复杂、壁厚很薄、离中心很远的部分，可采用促流角或导料锥来加速铝金属流动。而对于那些壁厚大得多的部分或离挤压筒中心很近的地方，就应采用阻碍角进行补充阻碍，以减缓此处的`流速。

此外，还可以采用工艺平衡孔，工艺余量或者采用前室模、导流模、改变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节铝金属的流速。

六、挤压模具强度校核

由于铝型材挤压时模具的工作条件很恶劣，所以模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题。除了合理布置模孔的位置，选择合适的模具材料，设计合理的模具结构和外形之外，精确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的。

目前计算挤压力的公式很多，但经过修正的别尔林公式仍有工程价值。挤压力的上限解法，也有较好的适用价值;用经验系数法计算挤压力比较简便。至于模具强度的校核，应根据产品的类型、模具结构等分别进行。

一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度。舌型模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和抗压强度，舌头和针尖部分还需要考虑抗拉强度等。

强度校核时的一个重要的基础问题是，选择合适的强度理论公式和比较精确的许用应力。近年来，对于特别复杂的模具，可用有限元法来分析其受力情况与校核强度。

七、合理的工作带尺寸

确定分流组合模的工作带，要比确定半模工作带复杂得多，不仅要考虑到型材壁厚差，距中心的远近，面且必须考虑到模孔被分流桥遮蔽的情况。处于分流桥底下的模孔，由于金属流进困难，工作带必须考虑减薄些。

在确定工作带时，首先要找出在分流桥下型材壁厚最薄处即金属流动阻力最大的地方，此处的最小工作带定为壁厚的两倍;壁厚较厚或金属容易达到的地方，工作带要适当考虑加厚，一般按一定的比例关系，再加上易流动的修正值。

八、模孔空刀结构及尺寸

模孔空刀，就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。当铝型材壁厚≥2mm时，可采用比较容易加工的直空刀结构;当t2mm时，可选择在有悬臂处加工斜空刀。

铝型材挤压模具的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容。