[发明专利]一种挤压铝合金用的模具

说明书

技术领域

本发明涉及高强度铝合金挤压模具，尤其涉及一种挤压铝合金用的模具。

背景技术

面对航空用7075超高强铝合金的超大超厚铝挤压材，外接圆直径达376mm，且要求制品机加工后氧化表面处理无黑线、粗晶和组织条纹。行业内一般是采用8500吨以上挤压机、Ф432mm圆铸锭进行生产，而目前5500吨挤压机最大的圆铸锭直径也仅为Ф381mm，因此，5500吨挤压机，面临了装备瓶颈问题：一是挤压机吨位不够，挤不动，二是铸锭太小，若直接采用宽展模对常用软合金来说尚可挤压，但对超高强铝合金来说其变形抗力大，金属流动性差，宽展成型非常困难，且太靠近边部区域其挤压变形后的内部组织无法满足应用要求，因此，若采用常规宽展模具结构，根本无法生产，基于此，只有开发出特殊模具结构，寻求在挤压成型、组织控制及降低挤压变形抗力等方面实现技术突破，才有可能在5500吨挤压机上实现正常挤压该类超高强铝合金的超大超厚铝挤压材。

发明内容

本发明的发明目的为提供一种“先沉孔宽展后倒锥”剥皮降压挤压模具，以解决小吨位挤压机生产高强硬质铝合金超大断面的成型、组织及挤压力不足的难题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种挤压铝合金用的模具，包括沿流体方向前后设置的导流模和型模，所述导流模和型模的根据部件设计相应的型腔尺寸，所述导流模由沉台和过渡型腔组成，所述沉台为内锥形结构，所述过渡型腔前端为沉孔结构，所述沉孔结构的直径尺寸小于外部圆直径，同时沉孔结构的后端进一步采用宽展结构，所述型模与导流模的连接处为倒锥结构。

为了改善硬质合金宽展边部的供流，本发明对导流膜的导流板进一步优化，所述导流模的过渡型腔内还包括有边部斜沉促流结构，过渡型腔的内边部采用不小于60°的斜切结构。通过采用不小于60°的斜切设计来促流。

为了降低粗晶层厚度和改善组织，本发明对型模进一步优化，所述型模的倒锥角度为5°-9°。尽可能使沿出口方向的挤压力分力与金属流和模具之间的摩擦力分力平衡。

其中，所述型模由进料口、型孔和出料口组成，所述进料口为倒锥形进料口，所述出料口为锥度出料口。

其中，所述导流模和型模都带有一定角度的促流角。

本发明的有益效果为：设计先沉孔边宽展的导流模，所述沉孔结构的直径尺寸小于外部圆直径，挤压时，沉孔即可对铸锭进行剥皮，无需单独剥皮，同通过先沉孔边宽展来对铸锭剥皮、降低挤压力和宽展预变形，再通过倒锥型模进行高精度成型，并进一步降低挤压力和改善组织。在模具结构上采取以上措施，并应用Altair Hyperxprude铝挤压模具模拟成型仿真系统优化后，不但挤压力降低39%左右，而且挤压过程的金属流速、金属变形及模具工作带各部位的温度分布均衡，使得铝合金型材横断面上各部位温度分布极差仅为10℃，平均值极差仅5℃，成型良好，粗晶层小于1.5mm。

附图说明

图1为本发明剥皮降压挤压模具的结构示意图；

图2为图1的左视图；

其中：

1：导流模；11：沉台；12：过渡型腔；13：沉孔结构；14：宽展结构；15：斜沉促流结构；

2：型模；21：进料口；22：型孔；23：锥度出料口。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。