[发明专利]一种大舌比半空心型材的模具结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绿色建筑铝合金型材的加工模具及其加工工艺，具体涉及一种大舌比半空心型材的模具结构及其制造方法。

背景技术

绿色建筑铝合金结构挤压型材品种多达百余种，而且规格范围广，现有绿色建筑用铝合金结构型材直接作为零部件来与相关件配合使用的。绿色建筑铝合金结构挤压型材的技术要求高，形状复杂，生产技术难度大，需要设计与制造多种特殊结构模具才能保证挤压材成形和各种技术指标。绿色建筑铝合金结构挤压型材包括各种异形型材如空心型材、实心型材和半空心型材以及各种特殊棒材；大舌比半空心型材属特别难挤压的型材，以WYY1125型材为例，该大舌比半空心型材的设计要求和难度如下：

（1）WYY1125型材的合金状态为6061FT6，挤压材需经精密水、雾、气淬火和人工时效制成，要求型材的尺寸与形位精度达到超高精级水平，并具有良好的力学性能、耐磨、耐蚀、可焊等综合性能的合理匹配，但现有模具很难加工出具有如此性能的型材。

（2）WYY1125型材属于属典型的大舌比半空心型材如图1所示，该型材从形状来看是从三个方面包围，一方面有一部分开口，被包围部分为空间面积，这个面积从模具方面看是个悬臂梁，这个悬臂梁细而深，悬臂梁极易下塌；现有模具的强度差，易变形、开裂、压塌，不能保证加工出尺寸精度和形位精度的型材，且模具也很容易损坏。

（3）该型材有三个90°转角，其中两个角为一个角为这三个角度的公差值都已超出《国标》的任何等级规定。用户要求保证该型材三个角度精度是为了确保模板装配整体的平直度，而现有模具很难加工出如此精确的型材。

（4）现有模具的使用寿命短，不能实现批量化大生产。

（5）该型材需要模板型材的表面光洁、尺寸和形位精度高，因此需要采用高质量的模具钢及严格的模具热处理工艺和新型的表面处理工艺。机加工全部实施CNC工艺规程，难度是非常大的。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中模具使用时间短，模具加工效率低等不足，提供一种大舌比半空心型材的模具结构，该模具结构简单，能实现型材的大批量生产，生产成本低，且能够保障大舌比半空心型材的质量。

本发明的目的之二是为了提供一种大舌比半空心型材的模具制造方法，该制造方法能够高效的生产出高强度、高韧性、高精度和表面粗糙度低的优质大舌比半空心型材模具，提高模具的使用寿命。

本发明的目的之一可以通过以下技术方案实现：

一种大舌比半空心型材的模具结构，所述模具采用遮蔽式模具结构，遮蔽式模具由上模和下模构成，所述上模上设有均匀分布的四个分流孔，所述上模的模芯遮蔽下模的模孔处的悬臂，使模具的悬臂不直接承受变形金属的作用力；所述悬臂部位的顶部与模芯部位的底部留有间隙，该模具可有效改善由悬臂顶端部位模孔挤出型材的壁厚偏差，较好地保证型材质量，并大大提高模具使用寿命。

本发明的目的之一还可以通过以下技术方案实现：

进一步地：所述悬臂的顶部与模芯的底部留有0.8-1.0mm的间隙，用来消除因中心弹性变形或压挤后对悬臂的压力。

进一步地：所述上模的模芯缩短0.8-1.0mm。

本发明的目的之二可以通过以下技术方案实现：

一种大舌比半空心型材的模具制造方法，其特征在于：

模具的材料选用4Cr5MoSiV1热作模具钢；

模具的粗坯制作：将模块采用电渣重熔钢坯，依次经过锻造、退火，得到硬度达到HB229的模块；

模具的设计制造：采用CAD/CAM/CAE全自动加工方法，通过建立三维模型确保模具的各参数，设计出大舌比半空心型材的模具结构；

模具的热处理：模具经过1000～1050℃高温淬火，然后经过2次回火，使模具硬度值到达48～49HRC；

模具表面强化处理：采用二阶段气体氮化工艺处理，确保模子表面硬度值在HV950-1150，氮化层厚度100～160μm，提高模具使用寿命。

进一步地：所述模具的设计制造，遵循铝合金挤压时金属流动规律，合理分配金属量和控制流速，尽量减少挤压阻力和平衡流速。

进一步地：所述模具热处理经1035℃高温淬火。

本发明的有益效果：