常见挤压缺陷及修模方法概述
摘要:讨论了挤压模具的常用修模方法,应用这些方法,可对模具进行修正,使挤压制品质量得到改善,产生明显经济效益。

关键词:挤压模具缺陷修模方法
在挤压生产过程中,由于挤压温度、速度及模具设计等因素的影响,挤压制品常出现各种各样的缺陷,不能满足客户要求。

常用的处理方法是根据制品缺陷的特点,对模具进行修正,从而使制品达到客户要求。

1 与模具相关的常见挤压缺陷
(1)划伤:制品从模孔流出的过程中,与工具或制品本身相互接触,从而在制品的表面产生粗糙的纵向或横向的划痕、划沟、小沟等称为划伤,是制品表面常见缺陷之一。

产生原因—模具工作带出口部位不平整粘有金属屑,模具后面的支撑垫出口通道不光滑刮伤制品;模具工作带有凸凹缺陷;模孔空刀过小;多孔模挤压时产品互相缠绕;整套工具装配不正;运输过程中吊运不当等都会造成划伤。

(2)尺寸不符:挤压模模孔尺寸本身不合格或因金属流速不均使制品的长、宽、壁厚及角度等几何尺寸不符合技术条件和图纸的要求。

产生原因—由于金属填充不足引起尺寸超负差:靠近模具边缘金属受摩擦阻力较大,金属填充不足,造成远离挤压筒中心部位壁厚尺寸不够;金属流速不均引起尺寸超负差:挤压轮廓尺寸较大,特别是外接圆尺寸较大,壁厚差很大的型材时,其远离中心的薄壁处,容易出现尺寸超负差;型材尺寸过大:由于模孔设计或制作时出差错,模孔的收缩量计算不准确;模具强度偏低在挤压过程中模孔弹性下塌、尺寸超负差;金属量供给不足引起的型材中部尺寸超负差;挤压复杂断面型材时速度控制不当,金属流速过快或过慢引起型材尺寸和角度的变化;
(3)扭拧、弯曲、波浪:
挤压金属流动成力偶型流速形成扭拧;金属在型材横截面成不均匀性流速而形成弯曲或波浪,沿纵向呈现均匀弯曲称弯曲,在制品某处突然弯曲称硬弯,沿制品宽度方向(侧向)的弯曲称刀形弯。

产生原因—模孔设计不当、工作带宽度分配不合理或加工不到位使金属流速不均造成制品扭拧;挤压温度-速度控制不当使制品起波浪;制品因壁厚差较大,淬火时冷却速度不一致造成弯曲。

(4)焊合不良
用分流模或舌形模生产空心型材时,一般采用实心铸锭,在挤压力的作用下,金属先被分流桥分成几股金属流再汇集于焊合室,在高温、高压、高真空的焊合室内又被重新焊合,然后通过模芯和模孔所形成的间隙流出成为所需要的制品。

如果温度、速度和压力选择不当,金
属在焊合室不能形成足够大的静水压力,则金属流没有焊合好就流出模孔,在分流桥下的焊合位置出现条状或线状缺陷或没有完全焊合的废品(焊合线宽度等于或小于0.7mm)。

这种缺陷多出现在制品前端。

产生原因—金属的焊合需要足够的静水压力、焊合空间、焊合时间和焊合温度。

当模具设计的分流比小,焊合腔深度或截面积不够,使金属供料不足,焊合室内不能形成足够大的静水压力;挤压温度低,金属焊合质量差;挤压速度过快,金属来不及焊合;铸棒有严重的夹杂、气泡等缺陷;挤压比过小,使得焊合压力较低。

(5)平面间隙:沿型材纵向和横向的不平直度称为平面间隙,分为纵向间隙和横向间隙。

纵向间隙产生原因—当生产条材或带筋壁板时,若上下两侧面金属流速不一致,就会产生上下翘曲,即产生纵向间隙;在挤压过程中,型材某一部位的金属流速稍有差异,就会产生纵向间隙。

横向间隙产生的原因—横向间隙的产生与型材的形状、尺寸有关,有间隙的壁的两面工作带流速不一致,凸面快,凹面慢,如挤压“T”形型材时,当两侧流速不均时,就会形成横向间隙。

(6)扩口和并口:扩口和并口的产生主要是由金属流速不均引起的。

在挤压槽形型材或类似槽形型材时,由于两个“腿”两侧工作带流速不一致,使之向外凸或向内凸起,当向外凸起时形成并口,向内凸起时形成扩口。

2 修模方法
修模主要是调整金属流速、修整尺寸、矫正形位、改善模具的表面状态。

主要修模方法有:
(1)阻碍:目的是减缓金属流出模孔的速度。

常用的方法有:作阻碍角、打麻点、工作带补焊、堆焊分流孔、修分流桥、焊合室。

作阻碍角:增加金属流动的附加应力,在模孔工作带入口处的某一段长度上修出一定角度,使金属流速减慢的方法。

打麻点:在模具工作端面需要减缓金属流速的部位,沿模孔周围打上深度为0.5～1.0mm,直径1～3mm的密集小坑,使流动金属与模具工作面的摩擦力增大从而减慢金属流动速度。

焊工作带:在需要增大阻力的部位,从模具工作带出口端补焊一段适当长度的工作带,由于工作带的有效长度加长,起到了附加阻碍的作用。

堆焊:在模具端面上需要阻碍的模孔周围,用电焊法堆起一段凸台,以增大金属流动的阻力。

分流模加阻:在分流孔、分流桥、焊合室等部位用堆焊法或打阻碍角法加大金属流速阻力。

(2)加快:使金属流出模孔速度提高的修模方法。

常用的加快方法有:前加快、后加快、助流角、改变分流孔的面积和位置。

前加快:在模具工作端面上将需要加快的工作带用砂轮磨掉一定厚度,降低摩擦力,以加快金属流速。

后加快:用砂轮从模具出口端伸到工作带出口处,将需要加快部位的工作带减短,降低摩擦力,加快金属流速。

促流角:用锉刀或砂轮在模具工作带的入口端面锉修一适当的斜角,减少金属流入模孔的阻力,加快金属流速;也可在模具工作带出口端锉修一适当的斜角,使挤压出的制品尽快地脱离工作带,减少金属流动阻力,加快金属流速。

分流模的加快:调整分流孔的面积和位置,或改变模桥的形状、角度,增大金属供给量和供给速度。

(3)扩大模孔尺寸
如果挤压出的型材小于图纸要求尺寸,需要扩大模孔尺寸。

如果扩孔量大,可通过机床完成。

(4)缩小模孔尺寸
缩小模孔尺寸的方法有打击法、补焊法、镀铬法。

打击法:用圆头锤在需要缩小模孔部位的工作端面敲打,锤头打击
的方向与工作带平行,位置距模孔3～5mm。

补焊法:将需要缩小模孔的部位焊上一层与模具同样材料的金属,然后修平。

镀铬法:将需要缩小模孔的部位抛光至Ra0.4um,再将不需镀铬部位保护起来,然后放到镀铬槽里,镀上一层适当厚度的铬层,达到缩小模孔的目的。

(5)光模
由于模具原因使制品表面出现粗糙、擦划伤、麻面等缺陷时对模具工作带进行抛光。

(6)氮化
由于模具工作带表面硬度不够,导致制品出现表面缺陷时,需对模具进行氮化处理。

氮化后要求渗氮层深度150～180um,渗氮层不均匀度<30um,白亮层厚度<4um,渗氮层表面硬度HV=900-1200。