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在铝型材加工行业中,铝挤压模具作为核心工具,其性能直接关乎生产效率与产品质量。然而,近期铝挤压模具表面裂纹频发的问题,正严重困扰着众多企业。这些裂纹不仅缩短了模具的使用寿命,增加了生产成本,还对产品质量造成了不良影响,使得行业发展面临严峻挑战。在此背景下,热处理工艺优化成为解决这一难题的关键所在。
铝挤压模具在工作时,需承受高温、高压以及长时间的高摩擦作用,工作条件极为恶劣。模具表面一旦出现裂纹,在后续的挤压过程中,裂纹会逐渐扩展,导致模具损坏,进而影响生产的连续性。据相关数据统计,因模具表面裂纹问题,企业每年在模具更换和维修上的花费高达数千万元,同时还造成了大量的生产延误。
造成铝挤压模具表面裂纹的原因是多方面的。从材料本身来看,一些模具钢的碳含量过高,如 Cr12MoV 模具钢,其碳含量高达 1.5% ,使得模具钢脆性较大,容易产生裂纹。部分模具钢还存在碳化物偏析现象,导致组织中存在大量微观细微裂纹,铝材在挤压过程中,脱落的铝渣容易沿着这些细微裂纹渗入模具内部,加速裂纹的扩展。在加工过程中,电火花加工后的模具表面存在较大的拉应力,促使电火花加工的白亮层萌生微裂纹,造成应力集中,降低了模具的疲劳强度。
在这样的情况下,热处理工艺优化就显得尤为重要。首先,在淬火环节,高温区段升温速度要快,保温时间不可过长,以防挤压模具产生过烧或过热。过热会导致晶粒粗大,过烧则会使低熔点元素和夹杂产生溶解,这些都会降低模具的性能,增加裂纹产生的风险。铝挤压模具淬火后要及时回火,以防产生裂纹。例如,某企业在对模具进行热处理时,由于回火不及时,导致多套模具出现裂纹,造成了严重的损失。
对于经过电火花加工后的模具,应进行回火处理,且再回火温度应比模具淬火后的二次回火温度低 20℃,这样可以有效去除电火花加工表面的残余拉应力,提高模具的耐疲劳性能。对大型铝挤压模具或型腔复杂的成品模具,增加一次去应力回火工序也是必要的,能够消除电加工、机加工应力,也就是消除热应力和组织应力。
为了获得良好的最终热处理组织,工模具在淬火之前必须进行良好预处理。对于 3CrW8V 和 4Cr5MoSiV1 等高合金钢,在淬火和回火时,必须严格控制工艺制度,加强测温和控温,否则容易出现热处理裂纹,或硬度不均匀等缺陷。
铝挤压模具表面裂纹频发的问题亟待解决,而热处理工艺优化是其中的关键一环。通过合理调整热处理工艺参数,严格控制各个环节,结合合适的模具材料选择,企业有望有效减少模具表面裂纹的产生,提高模具的使用寿命,降低生产成本,提升产品质量,在激烈的市场竞争中占据更有利的地位。相信随着行业对这一问题的重视和技术的不断创新,铝型材加工行业将迎来更高效、更稳定的发展。