铝型材挤压模具定制要求与类别标准

 铝型材挤压模具定制要求与类别标准

一、定制核心要求

材料选择与热处理

耐热合金钢：需满足高温（430-520℃）、高压（挤压力可达数千吨）及高摩擦环境，常用材料包括4Cr5MoSiV1（H13钢，经真空热处理后硬度达HRC48-52）、钴基合金（抗拉强度提升40%）等。

表面处理：需进行3-4次渗氮处理，渗氮层厚度≥0.15mm，以增强耐磨性和抗腐蚀性。

精度与公差控制

模具制造精度：需达到0.01mm级，以适应壁厚0.5mm的超薄型材生产。

型材公差：部分产品要求±0.05mm，需通过高精度加工设备（如CNC数控机床）和工艺实现。

金属流动控制

定径带设计：根据型材壁厚、周长及距挤压筒心距离，设计不等长定径带。例如，壁厚越薄、周长越大、形状越复杂，定径带越短。

促流与阻碍结构：对壁厚薄、区域采用促流角或导料锥加速流动；对壁厚大、离中近的区域采用阻碍角减缓流速。

工艺平衡孔：通过调整分流孔数目、大小、形状和位置，平衡金属流速。

模具强度校核

计算挤压力：常用修正的别尔林公式或经验系数法，确保模具承受压力不超过材料许用强度。

危险断面校核：平面模需校核剪切强度和抗弯强度；舌型模和平面分流模需校核抗剪、抗弯和抗压强度；舌头和针尖部分需考虑抗拉强度。

有限元分析：对复杂模具进行受力模拟，优化结构以避免应力集中。

寿命管理与维护

全生命周期档案：记录挤压次数、修模方案、加工细节等数据，为后续模具复制或优化提供依据。

失效修：对磨损部位采用打麻点、补焊等工艺修复，但需避免影响模具强度（如工作带烧焊易缩短寿命）。

装配规范：工作带平面度误差≤0.05mm，配合间隙控制在1mm以内，防止挤压过程中偏移或卡模。

二、模具类别与标准

按产品结构分类

实心模：用于生产实心铝型材（如铝棒、简单实心条），结构简单，无分流结构，金属直接通过模孔挤出。

空心模（分流模）：

平面分流组合模：适用于复杂空心型材（如铝合金门窗框架），通过分流孔将金属流分成多股，在焊合室重新汇合并焊合，保证内部质量。

假分流模：专为半空心材设计，结合分流与实心模特点。

封闭台模：用于特定空心结构，焊合室设计优化金属流动。

舌形模（叉架模）：适用于特殊形状型材（如航用铝型材），通过舌头结构引导金属流动，形成复杂截面。

多腔模：可同时挤压多个相同或不同形状型材（如建筑用铝合金门窗型材），提高生产效率。

按工艺类型分类

正向挤压模：金属流动方向与凸模运动方向一致，设备结构简单，但金属与模具摩擦大，易产生内应力。

反向挤压模：金属流动方向与凸模运动方向相反，摩擦小，金属流动更均匀，但设备复杂度高。

侧向挤压模：具有垂直于主压力方向的成型通道，适用于特殊截面型材。

按应用领域分类

建筑型材模：用于生产铝合金门窗、幕墙框架等，要求模具耐磨、寿命长（通常需满足数万次挤压）。

工业型材模：用于汽车、机械装备等领域，需满足高强度、高精度要求（如汽车车架型材模）。

特殊型材模：

前置模：对铝棒材进行初步成型，为主挤压模具提供合适形状和流动状态，延长主模寿命。

后置模：对主挤压后的型材进行精整（如抛光、修整），提高表面光洁度和尺寸精度（如手机外壳用铝型材）。

特种模：满足特殊需求（如医疗器械用铝型材需特殊表面处理或微观结构）。

按模具结构分类

整体模：结构简单，适用于简单型材，但维修成本高。

组合模：由多个部件组装而成（如模座、凹模、压料圈），便于维修和更换磨损部件。

活动模：部分结构可移动，适应多品种、小批量生产。

可卸模：模具部件可拆卸，便于清洗和维修。