如何确立工业铝型材挤压模具产品标准

用于制作模具的材质有很多，通常采用高强度与耐高温的热作模具钢，代表材料有4Cr5MoV1Si、5CrMnMo、5CrNiMo等，工业铝型材挤压模具一般采用美国进口的H13模具钢，它是一种C-Cr-Mo-Si-V型钢，具有非常好的抗热裂能力，主要用于制造冲击力与超载荷的挤压模具，是模具钢中应用非常广泛的一种代表钢型号。

工业铝型材挤压模具所使用的模具钢一般采用H13钢和钨钢制成，这二种材质的模具钢具是由不同的合金成分组成的，分别采用不同的制作标准，使用寿命与其它各方面的特性也有很大的区别。

1、H13钢

H13钢中含有碳、硅、锰、铬等多种化学元素，它的高强度与耐高温性能主要是由化学成分决定的，特别是合金成分中碳的含量决定了模具钢的硬度，淬火后的硬度可达55HRC左右

在模具钢的合金成分中，含碳量不能太低，否则会影响模具的淬火硬度和强度；对于热作模具钢来说，含碳量越高，它的耐高温强度以及耐磨性能就越高，但是同时也会降低韧度，而韧度的高低则由含铬量来决定，通常在设计模具时，要求在保证模具钢的强度前提下，尽可能地降低钢中碳的含量，当抗拉强度为1550MPa时，模具钢中的含碳量为0.3-0.4%最合适，当含碳量超过0.4%时就会降低模具钢的韧度。

以H13模具钢制作的工业铝型材挤压模具，除了化学成分要达到上面表一的要求外，在挤压时还要达到以下的工艺要求以及质量标准：

①严格按照国家制定的标准进行生产：GB/T1299-2014；

②热处理工艺：经二次预热：600-650℃/800-850℃，再加热到1020-1050℃；保温5-15min，在空气中冷却至530-560℃，此时的硬度为48-52HRC; 当温度在560℃-580℃时再进行二次回火是最好的，此时可以使硬度达到47-49HRC,可以使模具钢的韧度和强度保持在最佳的范围之内。

③力学性能：抗冲击力强、强度高、耐磨性好、抗腐蚀性能强、韧性好、抗回火性能稳定。

2、钨钢

钨钢是一种硬质合金，其中包含至少一种金属碳化物，如碳化钨、碳化钴等，主要合金成分中钴占3-30%，碳化钨占70%，其它金属占比不到1%，它具有非常高的硬度、强度、耐磨性、韧性与耐腐蚀性能，膨胀系数非常小，依靠高硬度与强耐磨性，被用于工业铝型材挤压模具用材料，也是一种热作模具钢，即使在500-1000℃的高温时，也能保持不变形的特性。

钨钢基体由硬化相和粘结金属二部分组成，粘结金属主要有钴、镍、钛、铁等，根据合金成分与用途可以分成钨钴合金和钨镍合金等牌号。它的成型过程是先将粉末制成坯料，放入炉中加热到一定的温度后保温，冷却成型后就成了钨钢材料，这个过程要经历以下4个阶段：

①预烧：将成型剂在高温中加热，分解出烧结体，粉末表面在高温的作用下还原成钴和钨等氧化物，经过再结晶后使金属表面的强度增加；

②固相反应：随着第一阶段反应的进行，固相反应开始发生，金属的塑性流动逐渐增强并出现收缩，此时的共晶温度达到800℃；

③液相阶段：当烧结体产生液相后，便不再收缩，而是产生结晶，此时金属的结构开始出现，共晶温度保持在800℃；

④冷却：当金属成分和结构组成显现出来后，在室温下进行冷却，为了提高钨钢的力学性能，可以进行适当的热处理。

当挤压模具的合金成分不合格，或是加工工艺不合理，就会使模具的质量达不到标准，在挤压时会使模具产生端面缺口，容易引起型材出现大帽缺陷，当高温高压环境下的模具经过不断磨损，可能会提前报废，不仅影响铝型材生产厂家的挤压效率，还会引起工业铝型材产品的精度尺寸和外观质量，使挤压模具的成品率下降，企业蒙受经济损失。