鋁合金型材擠壓的試模方法
2024-02-17 07:25:15 2
專利名稱：鋁合金型材擠壓的試模方法
技術領域：
本發明涉及模具成型加工技術領域，屬於一種使用常溫軟金屬進行型材擠壓的試模方法，特別是指一種鋁合金型材擠壓的試模方法。
背景技術：
金屬擠壓是對放在容器(擠壓筒)內的金屬坯料施加外力，使之從特定的模孔中流出，獲得所需要斷面形狀和尺寸的一種塑性加工方法。鋁合金型材擠壓是指將鋁合金高溫鑄坯置於專用模具內，在擠壓機提供的強大壓力作用下，按給定的速度，將鋁合金從模腔中擠出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學性能的鋁合金擠壓型材。
目前的鋁合金型材擠壓的試模主要是採用實際試模法。實際試模採用與實際生產相同的擠壓環境擠壓坯料，驗證材料流出模口速度，材料的均勻程度等各項質量指標是否得到滿足。即將模具裝上擠壓機，擠出第一根型材後測量型材尺寸，並檢驗表面質量是否符合要求。如果符合，則將模具取下進行表面處理後開始正常生產。如果不能滿足尺寸、精度或者表面質量的要求，則需要重新裝卸模具，根據試模情況進行修模，然後再重新試模，直至生產出合格的產品。如果試模失敗，則要重新開始模具設計。上述實際試模法存在如下缺點1)由於金屬坯料需要經過高溫加熱，故模具同樣需要進行預熱；一次試模後，殘餘在模具內部的金屬坯料需要放到鹼溶液池中進行去除，去除過程是鋁合金與鹼液發生化學反應的過程，整個去除過程需要較長的時間，而在實際生產中，一套模具平均試模次數約為4次才能通過試模，大型複雜零件模具試模通常需要更多的試模次數才能成功，試模過程需要花費大量的時間和成本。2)整個試模過程均需要人工對模具進行裝卸，大大延長了模具的交貨周期。
羅超在《2001年鋁型材技術論壇會文集》，2001，P281-P284《「零試模」——鋁型材生產中的新概念》一文中提出了一種零試模的概念，但是目前這種「零試模」還只是一個新概念，在實際生產中仍無法實現。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足之處，提供一種常溫下進行、去餘料方便且試模時間短的鋁合金型材擠壓的試模方法。
本發明的目的通過下述技術方案實現一種鋁合金型材擠壓的試模方法，其特徵在於該方法使用常溫軟金屬代替鋁合金進行鋁合金型材擠壓的試模；常溫軟金屬為在20℃標準大氣壓下，屈服強度小於60MPa、熔點溫度低於550℃的金屬。
本方法所述常溫軟金屬是指錫或錫合金。
本方法所述常溫軟金屬還可以是鉛或鉛合金。
本方法所述常溫軟金屬還可以是鋅或鋅合金。
本發明的原理是本方法利用常溫軟金屬在常溫下的物理性能與鋁合金擠壓過程中鋁合金坯料在高溫下的物理性能相似的特點，用之以代替鋁合金作為模具試模的金屬坯料進行擠壓試模。常溫軟金屬在20℃標準大氣壓下，其屈服強度小於60MPa；熔點溫度低於550℃。其力學性能與鋁合金的力學性能十分接近，完全可以代替其進行擠壓試模。採用軟金屬擠出的型材合格之後，再採用鋁合金進行型材擠壓正式生產。
另一方面，本方法還利用了常溫軟金屬熔點較低的性能，採用整體加熱的方法將殘餘在模具內部的金屬坯料去除。
本發明與現有技術相比具有如下的優點及效果本方法使用了常溫軟金屬代替鋁合金進行鋁合金型材擠壓的試模，試模時坯料不需要加熱至高溫而只需要在常溫下進行，因此模具和擠壓筒也不需要進行預熱，並且採用熔化的方法去除試模餘料，這些都大大減少了模具試模的工作時間，提高了生產效率，縮短了模具的交貨周期，另外試模用的軟金屬可以重複利用，降低了試模成本。
具體實施例方式
實施例1採用工業純錫或錫合金代替鋁合金進行試模在20℃標準大氣壓下，工業純錫的屈服強度為11MPa，熔點為231.9℃。符合常溫軟金屬在20℃標準大氣壓下，金屬的屈服強度小於60MPa，熔點低於550℃的定義。另外，工業純錫的延伸率為57％，泊松比為0.33。而以6063鋁合金為例，在500℃時，材料屈服強度為14MPa，延伸率為105％，泊松比為0.33。可見工業純錫的力學性能與6063鋁合金的力學性能十分接近，完全可以代替其進行擠壓試模。採用軟金屬擠出的型材合格之後，再採用鋁合金進行型材擠壓正式生產。
採用工業純錫代替鋁合金進行試模時，只需將工業純錫塊放入擠壓筒內按照一般擠壓工藝要求裝好模具後進行擠壓。完成一次擠壓後，將試模產品從模具出口切出，通過擠出的型材的質量判斷擠壓模具是否需要修改，確定修模的措施，再拆卸取出模具，將其放入鐵容器之內，一起置於加熱爐中加熱至250℃保溫30分鐘，即可去除餘料，然後將容器從爐中取出，再取出模具進行修模，直到擠出合格的型材。將容器中的錫液澆鑄成擠壓試模所需的坯料，供下次試模時使用。另外，金屬型鑄造的鋁錫二元合金，如ZChSnSb12-4-10，ZChSnSb4-4等均能符合常溫軟金屬在20℃標準大氣壓下，金屬的屈服強度小於60MPa，熔點低於550℃的定義，均可代替鋁合金進行試模。
實施例2採用99.9％的化學鉛或鉛合金代替鋁合金進行試模在20℃標準大氣壓下，99.9％化學鉛的屈服強度為6～8MPa，熔點為325.6℃。符合常溫軟金屬在20℃標準大氣壓下，金屬的屈服強度小於60MPa，熔點低於550℃的定義。另外，99.9％化學鉛的延伸率為30～60％，泊松比為0.4～0.45。同樣按照一般擠壓工藝要求裝好模具後進行擠壓，完成一次擠壓後，將試模產品從模具出口切出，通過擠出的型材的質量判斷擠壓模具是否需要修改，確定修模的措施，再拆卸取出模具，同樣將其放入鐵容器之內，一起置於加熱爐中加熱至350℃保溫30分鐘，即可去除餘料，然後將容器從爐中取出，再取出模具進行修模，直到擠出合格的型材。將容器中的鉛液澆鑄成擠壓試模所需的坯料，供下次試模時使用。另外，銅鉛合金如ZCuPb30，ZCuPb20Sn5等；鉛銻合金如PbSb0.5，PbSb4等均能符合常溫軟金屬在20℃標準大氣壓下，金屬的屈服強度小於60MPa，熔點低於550℃的定義，均可代替鋁合金進行試模。
實施例3採用一號鋅錠代替鋁合金進行試模
在20℃標準大氣壓下，一號鋅錠的硬度為HBS35-45，熔點為419℃，低於550℃；其延伸率為40-50％。同樣按照一般擠壓工藝要求裝好模具後進行擠壓，完成一次擠壓後，將試模產品從模具出口切出，通過擠出的型材的質量判斷擠壓模具是否需要修改，確定修模的措施，再拆卸取出模具，同樣將其放入鐵容器之內，一起置於加熱爐中加熱至430℃保溫30分鐘，即可去除餘料，然後將容器從爐中取出，再取出模具進行修模，直到擠出合格的型材。將容器中的鋅液澆鑄成擠壓試模所需的坯料，供下次試模時使用。
權利要求
1.一種鋁合金型材擠壓的試模方法，其特徵在於該方法使用常溫軟金屬代替鋁合金進行鋁合金型材擠壓的試模；常溫軟金屬為在20℃標準大氣壓下，屈服強度小於60MPa、熔點溫度低於550℃的金屬。
2.根據權利要求1所述的一種鋁合金型材擠壓的試模方法，其特徵在於採用錫或錫合金代替鋁合金進行鋁合金型材模具擠壓的試模。
3.根據權利要求1所述的一種鋁合金型材擠壓的試模方法，其特徵在於採用鉛或鉛合金代替鋁合金進行鋁合金型材模具擠壓的試模。
4.根據權利要求1所述的一種鋁合金型材擠壓的試模方法，其特徵在於採用鋅或鋅合金代替鋁合金進行鋁合金型材模具擠壓的試模。
全文摘要
本發明提供一種常溫下進行、去餘料方便且試模時間短的鋁合金型材擠壓的試模方法，該方法使用常溫軟金屬代替鋁合金進行鋁合金型材擠壓的試模；常溫軟金屬為在20℃標準大氣壓下，屈服強度小於60MPa、熔點溫度低於550℃的金屬。本方法所述常溫軟金屬是指錫及錫合金或鉛及鉛合金或鋅及鋅合金。本方法使用了常溫軟金屬代替鋁合金進行鋁合金型材擠壓的試模，試模時坯料不需要加熱至高溫而只需要在常溫下進行，因此模具和擠壓筒也不需要進行預熱，並且採用熔化的方法去除試模餘料，這些都大大減少了模具試模的工作時間，提高了生產效率，縮短了模具的交貨周期。
文檔編號B21C25/00GK101058103SQ20071002694
公開日2007年10月24日 申請日期2007年2月14日 優先權日2007年2月14日
發明者譚熾東, 周照耀, 陳合靄, 潘健怡 申請人:佛山市禪城區南莊興順模具廠, 華南理工大學