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如何修好铝型材挤压模具？多孔铝型材挤压模具的修模问题处理以及挤压模具设计维护须知
如何修好铝型材挤压模具？多孔铝型材挤压模具的修模问题处理
在铝型材生产企业中，模具成本在型材挤压生产成本中占到35%左右。模具的好坏以及模具是否能够合理使用和维护，直接决定了企业是否能够正常、合格的生产出型材来。挤压模具在型材挤压生产中的工作条件是十分恶劣的，既需要在高温、高压下承受剧烈的摩擦、磨损作用，并且还需要承受周期性载荷作用。这都需要模具具有较高的热稳定性、热疲劳性、热耐磨性和足够的韧性。为满足以上几项要求，目前在国内普遍采用优质4Cr5MoSiV1(美国牌号H13)合金钢，并采用真空热处理淬火等方式来制作模具，以满足铝型材生产中的各项要求。
多孔挤压模具维修首先要解决出料长短问题，在模具修复时尽量不要动工作带或烧焊，最好是通过调节导流板或焊合室的流量来达到模具的修复，这样可以尽量保持挤压模具的稳定性。对于多孔模具的清洁很有必要，很多角落、细微处有许多手工难以抛光打磨好的地方我们一般采用抛光喷砂机对其进行表面清洁。
挤压模具合格后要马上进行氮化处理，使挤压模具表面强化后更好的应对铝材生产。在铝型材生产时要尽量避免模具的频繁上下机，尽可能的减少模具因骤冷骤热从而导致综合性能的下降。挤压模具后期的维护保养也很重要，在模具进仓前务必清洁干净喷上防锈剂。
对多孔模寿命进行适当的提升是一项综合的系统工程，必须实施全面的模具追踪管控制度才能实现，下面我们来详细讲解这个工程：
一.提高多孔模具的制造质量
1.通常来讲，多孔模具的设计主要是以合理摆放孔位及考虑模具强度来实现优化效果的。一般根据型材形状、截面积大小及出料状况来确定机台、孔数和摆放形式，基本上呈对称分布但同时也有按奇数摆放的(见下图)。为提升多孔模具的综合性能一般采用进口钢材。
2.挤压模具在加工过程中主要分为热前、热中及热后加工。热前主要是锯车及钻铣粗加工，一般完成外圆车削及工头和分流孔的初步成型。为实现精准加工和定位，分流孔的尺寸及光洁度由加工中心用刀粒分层铣削来保证，机床自动分中来定出螺销孔位置。对于桥位众多的多孔模具而言，要保证桥宽一致及过渡位顺畅，在其加工过程中一定要考虑到刀具的损耗。电火花的导流及穿孔加工注重电极的精准和加工方法的一致性，鉴于多孔模的导流电极一般由石墨房提供确保尺寸精度，对于一件模有多条导流，最好由一个人完成确保加工手法的准确性。同时热前的打磨也很关键，重在锐角棱边的倒角及分流孔内桥位导流的接顺。
3.多孔模具的热处理，我司采用进口真空热处理炉对其进行一次淬火加三次回火的工艺，确保最终硬度在HRC47-HRC51保证模具整体性能。
4.对于热后模具精加工务必保证最终的模具精度。为有效防止出料偏壁及出料快慢，所有多孔模具一定要进行下空刀及焊合室的精铣。工作带的精铣务必用新刀完成，这样能避免由于刀具的细微损耗而造成工作带的不垂直，致使形成工作带上的促、阻流角从而影响出料快慢。
多孔模具工作带的加工情况直接影响着出料状况，多孔模在试模的时候往往容易出现出料快慢问题，各孔工作带长短是否一致起着至关重要的作用。因此，电火花采用进口夏米尔机加工后空刀，其优势是能准确加工出多孔模工作带落差、空刀斜度且表面光洁度良好。和单孔模一样钳工都是最后的收尾工作，但多孔模更注重抛光打磨的对称性，尤其是角位、螺丝位、导流及桥位的抛光倒角。经过加工中心的定位及线割的精密加工最终实现上、下模的完美匹配。组装后的模具壁厚务必符合图纸要求亦或同正同负。
5.试模工艺及挤压条件
要真正实现一模多孔的效率，做好模具只是前提。后续的试模及挤压也起着相当重要的作用，提升挤压成品率及出材稳定性是关键。一般而言，多孔模具最好和模套一起加温到430℃-460℃。同时一炉加温多套模具时，务必注意其摆放形式控制好模与模之间的间距，避免加热不均，最好一次加温达标，尽量不要中途开炉取添模具。铝棒一般加温到450℃-480℃，更要注重铝棒的质量。挤压时一定要调整好中心位，避免偏心造成偏壁、塞模或压塌。鉴于多孔模的出料情况，我司生产时在出料口和料架中间使用石墨条隔开采用牵引机进行适度的牵引。从而有效减少型材之间碰擦花，增强出材的稳定性。
二.多孔模具的维护使用
在多孔模具维修方面，首先要解决的就是出料长短问题，而在修复的过程中尽量不要动工作带或烧焊，最好是通过调节导流板或焊合室的流量来达到完好修复，这样可以较好的保持模具的稳定性。对于多孔模具的高效清洁相当之有必要，很多角落、细微处有许多手工难以抛光打磨好的地方。
在模具合格后第一时间进行氮化处理，使表面强化后更好的应对生产。在生产过程中尽量避免模具的频繁上下机，尽可能的减少模具因骤冷骤热从而导致综合性能的下降。模具后期的维护保养也很重要，在进仓前务必清洁干净喷上防锈剂。由以上看来，对多孔模寿命进行适当的提升是一项综合的系统工程，必须实施全面的模具追踪管控制度才能实现。
通过对多孔铝型材挤压模具在制造、使用过程中常见的问题及特性分析，浅析在制造过程中预见性的解决相应问题及后续的维护使用情况。总之，多孔模具的最终成功，依靠的是一整套环节。任何一个环节的疏忽都不可能使多孔模具的效能最大化。至此，一定要加强工序间的完美连接。同时我们更应在现有的经验基础上，不断开拓出更多、更新、更好的对提升多孔挤压模具寿命及效率的举措。
然而，在实际生产中，仍然有部分模具在挤压时未能达到预定产量，严重的甚至挤压不到20条棒或上机不到2次就提前报废，致使采用昂贵的模具钢制作的模具远远不能实现其应有的效益。这种现象在国内许多家铝型材生产企业目前普遍存在。究其成因，多空铝合金挤压模具维护需要从以下几方面入手。
铝型材截面本身就千变万化，并且铝挤压行业发展到今天，铝合金具有重量轻，强度好等重要优点，目前已经有许多行业采用铝型材来代替原有材料。由于部分型材的特殊导致模具由于型材截面特殊，设计和制作难度较大。如果还是使用采用常规的挤压方法往往难于达到模具额定产量，必须采用特殊工艺，严格控制各项生产工艺参数才能正常进行生产。并且有的模具由于本身型材截面的特殊或模具本身的质量问题，而导致模具不能挤压到额定产量，这就需要销售人员在接单时与技术部门和模具厂进行充分沟通。同时模具设计制作部门需要不断优化模具设计技术，提高模具制作精度，提高模具质量。
一、铝型材的尺寸及偏差是由挤压模具、挤压设备和其他有关工艺因素决定的。选择挤压机吨位主要是根据挤压比来确定。如果挤压比低于10，铝型材产品机械性能低；如果挤压比过高，铝型材产品很容易出现表面粗糙以及角度偏差等缺陷。实心铝型材常推荐挤压比在30左右，空心铝型材则在45左右。
挤压模具的外形尺寸是指挤压模具的外圆直径和厚度。挤压模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和强度来确定。
二、选择合适的挤压机型进行生产。进行挤压生产前，需对型材截面进行充分计算，根据型材截面的复杂程度，壁厚大小以及挤压系数λ来确定挤压机吨位大小。一般来讲，λ>7-10。当λ>8-45时，模具的使用寿命较长，型材生产过程较为顺畅。当λ>70-80后则属较难挤压型材，模具普遍寿命较短。产品结构越复杂，越容易导致模具局部刚性不够，模具腔内的金属流动难于趋向均匀，并伴随造成局部应力集中。型材生产时容易塞模和闷车或形成扭曲波浪，模具容易发生弹性变形，严重的还会发生塑性变形使模具直接报废。
三、合理选择锭坯及加热温度。要严格控制挤压锭坯的合金成分。目前一般企业要求铸锭晶粒度达到一级标准，以增强塑性和减少各项异性。当铸锭中有气孔、组织疏松或有中心裂纹时，挤压过程中气体的突然释放类似"放炮"，使得模具局部工作带突然减载又加载，形成局部巨大的冲击载荷，对模具影响很大。有条件的企业可对锭坯进行均匀化处理，在550~570C保温8小时后强制冷却，挤压突破压力可降低7-10%，挤压速度可提高15%左右。
四、优化挤压工艺。要科学延长模具寿命，合理使用模具进行生产是不容忽视的一个方面。由于挤压模具的工作条件极为恶劣，在挤压生产中一定要采取合理的措施来确保模具的组织性能。
(1)采取适宜的挤压速度。在挤压过程中，当挤压速度过快时，会造成金属流动难于均匀，铝金属流和模具腔内壁摩擦加剧致使模具工作带磨损加速，模具温度实际较高等现象。如果此时金属变形产生的余热不能及时被带走，模具就可能因局部过热而失效。如果挤压速度适宜，就可避免上述不良后果的发生，挤压速度一般应控制在25mm/s以下。
(2)合理选择挤压温度。挤压温度是由模具加热温度、盛锭筒温度和铝棒温度来决定的。铝棒温度过低容易引起挤压力升高或产生闷车现象，模具容易出现局部微量的弹性变形，或在应力集中的部位产生裂纹而导致模具早期报废。铝棒温度过高会使金属组织软化，而使得黏附于模具工作带表面甚至堵模(严重时模具在高压下崩塌)，未均匀铸锭合理加热温度在460-520°C，经过均匀化的铸锭合理加热温度在430-480°C。
五、挤压模具使用前期必须对模具进行合理的表面渗氮处理过程。表面渗氮处理能使模具在保持足够韧性的前提下大大提高模具的表面硬度，以减少模具使用时的产生热磨损。需要注意的是表面渗氮并不是一次就可以完成的，在模具服役期间必须进行3-4次的反复渗氮处理，一般要求渗氮层厚度达到0.15mm左右。比较合适的氮化过程为在模具入厂检验后进行第一次氮化。此时由于氮化层组织尚不稳定，应该在挤压5-10条棒后再次氮化。第二次氮化后，可挤压40-80条棒。第三次氮化后以不超过100-120条棒为宜。氮化前工作带一定要抛光，模具腔内要清理干净，不可残留碱渣或异物颗粒。一般情况下模具的氮化次数不超过4-5次，因为此时氮化层如果不是工作带被拉伤的话经过反复氮化和挤压生产，氮化层组织已经相对稳定。要注意的是前期氮化时要经过合适的生产过程方能进行氮化，氮化次数不能过于频繁，否则工作带易脱层。
六、模具上机前工作带必须经过研磨抛光，工作带一般要求抛光至镜面。对模具工作带的平面度和垂直度装配前要进行检查。氮化质量的好坏一定程度上决定了工作带抛光的光洁度。模具腔内必须用高压气以及毛刷清理干净，不得有粉尘或杂质异物，否则极易在金属流的带动下拉伤工作带，使挤压出来的型材产品出现面粗或划线等缺陷。
七、挤压生产时模具保温时间一般在2-3小时左右，但不能超过8小时，否则模具工作带氮化层硬度会降低而导致上机时不耐磨引起型材表面粗糙，严重的会引起划线等缺陷。使用模具时要有与模具相配套的模支撑、模套和支承垫，避免因支承垫内孔过大而导致模具出口面与支承垫接触面太小，使得模具变形或破裂。模具、挤压筒、挤压轴三者同心，同心度为±3mm以内，否则易产生偏心载荷以及模具各部位的设计流动速度改变，影响型材成型。
八、采用正确的碱洗(煮模)方法。模具卸模后，此时模具温度在500°C以上，如果立即浸入碱水中，由于碱水温度要比模具温度低得多，如果模具温度下降迅速，模具极易发生开裂现象。正确方法是等卸模后将模具在空气中放置到100°-150°C再浸入碱水中。普通分流组合模在卸模前进行拔模操作，可以大大减少煮模工作量，缩短煮模时间。具体做法是挤压结束后，挤压杆先于挤压筒后退，压余留在挤压筒中，然后挤压筒后退，可同时将模具分流孔中的部分残铝随同压余拔出，然后再进行碱煮。有的分流组合模芯头极小，甚至比钢笔还细，这类模具挤压结束后不允许拔模，煮模工开模时一定要事先看清楚模具结构，必须等模具腔中的残铝基本都煮掉才能开模。否则稍不留神就会将芯头碰断，致使模具报废。
九、模具使用上采用由低到高再到低的使用强度。模具刚进入服役期时，内部金属组织性能还处于浮动阶段，在此期间应采用低强度的作业方案，以使模具向平稳期过渡。模具使用中期，由于模具的各项性能已基本处于平稳状态，类似与刚过磨合期的汽车，可适当提高使用强度。到后期，模具的金属组织已经开始恶化，疲劳强度，稳定性和韧性经过长期的生产服役已经开始走入下降曲线，此时应适当降低模具的使用强度直至模具报废。
十、加强模具在挤压生产过程中的使用维护记录，完善每套模具的跟踪记录档案和管理。挤压模具从入厂验收到模具使用结束报废，这中间时间短则几个月，长的达一年以上。基本上来讲，模具的使用记录也记载着型材生产的各个过程。挤压模具数量大、品种多，对每套模具的使用过程进行管理，有利于帮助模具库管理员、模具使用者和模具设计制造人员了解每套库存模具的真实情况。模具的跟踪记录包括：
(1)模具的制造信息，包括每套模具的设计图纸，制作记录、检验记录(精度值，硬度值)等。
(2)模具每次上机挤压的工艺信息，如加温时间、铝棒温度、模具温度、挤压速度、挤压力、突破压力、铝棒长度、合格品支数、型材线密度、成材率等。
(3)每套模具的前三次修模方案、氮化处理时间、出入模具库时间、报废或返回模具厂维修的时间和原因等，这些记录的收集对改进模具管理、核算模具成本、优化模具设计和修模、评判模具质量好坏、提高挤压生产的稳定性、合理使用模具、确定模具最低库存等工作都有着直接的影响。
普通的问题都有一套在很多代修模工的努力下总结出来的经验和方法，特殊的问题就比较微观了，具体情况具体对待，也和个人的经验有关系，没有循规蹈矩的方法，只能在基础上衍生。其中涉及到模具本身材质和实时状况，比如有无弹变，使用温度，铝锭温度等。
铝型材市场竞争的日益加剧，迫使各铝型材生产企业在挤压模具的采购、使用、维护与管理投入巨大的精力，这要求企业在改变以前的粗放式生产管理的同时改变自身观念，从细节抓起，做好模具的统计分析和成本消耗管理，才能适应新的市场形势，在市场中夺得先机。