[实用新型]热加工用组合模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种组合模具，具体涉及一种热加工用组合模具。

背景技术

目前，铜及铜合金等有色金属热加工（热挤压）采用的模具通常由模芯和一层模套组成，模芯材料为金属陶瓷材料或硬质合金材料，存在以下不足：一是，模芯入口夹角小，定径带长度偏长，热挤压时被挤压金属的流动性差，阻力大；二是，模芯出口通常为直通型，以热挤压黄铜棒为例，析出的锌灰易附着在出口处，从而划伤黄铜棒表面，严重影响产品表面质量；三是，模套不能重复使用；四是，模芯材料的热震性和耐磨性欠理想，在热挤压时易产生热裂纹，既影响模芯使用寿命又影响产品表面质量。总之，现有技术的热加工用模具，无论是镶套方式还是模芯材料均有待进一步改进。

CN202316622U公开了一种压缩机用高锰钢平衡块制造模具，其技术方案所要解决的技术问题是压缩机用高锰钢平衡块的冷挤压成型问题，由于其模芯入口段偏长，高锰钢在冷挤压过程中摩擦力大，对模具的磨损大；再加之模芯入口夹角太小，冷挤压时被挤压高锰钢的流动性差，阻力大，亦影响模具的使用寿命；此外，其镶套方式有待进一步改进，如热挤压采用此种镶套方式，在热挤压过程中模芯易被从模套中挤出而失效；与此同时，由于选用的模芯材料不佳，导致模芯的耐磨性差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种镶套操作简单方便，具有良好的热稳定性及优异的耐磨性，使用寿命长的热加工用组合模具。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：热加工用组合模具，由模芯、内模套和外模套组成；其中，所述内模套镶套在模芯外，所述外模套镶套在内模套外。模芯内、外模套采用二层模套的双重预应力结构，不仅提高了模芯在热挤压过程中的抗张强度，使得模芯的使用寿命大大延长，而且使模套可多次重复使用，既节约了模具材料，又提高了生产效率。

进一步，所述模芯设有入口圆锥段、定径带和出口圆锥段，入口圆锥段夹角α=90～120°（优选100～110°），定径带长度为3～12mm（优选4～8mm），出口圆锥段夹角β=42～68°（优选50～65°），且入口圆锥段、定径带和出口圆锥段之间均为圆弧过渡。入口圆锥段夹角采用α=90～120°，既可改善被热挤压金属的流动性，降低热挤压阻力，又可有效防止被热挤压金属的氧化皮被带入定径带而划伤产品，影响产品质量；出口圆锥段夹角选用β=42～68°，以热挤压黄铜棒为例，既可保证模芯的强度，又能有效预防析出的锌灰易附着在出口处，从而划伤黄铜棒表面，影响产品质量。

进一步，所述模芯与内模套之间，内模套与外模套之间均为过盈配合，且模芯与内模套之间的过盈量大于内模套与外模套之间的过盈量。在热挤压过程中，模芯与内模套之间的温度高于内模套与外模套之间的温度，内模套的膨胀量大于外膜套的膨胀量，同时，在相同温度下，模芯材料的热膨胀系数小于内模套材料的热膨胀系数，所以模芯与内模套之间的过盈量需要大于内模套与外模套之间的过盈量，避免模芯从内模套中脱出。

进一步，所述模芯与内模套之间的过盈量为4.0～5.5‰（优选4.5～5.3‰），内模套与外模套之间的过盈量为2.0～3.0‰（优选2.3～2.9‰）。模芯与内模套之间过盈量的选择依据是：比如当氮化硅复合陶瓷材料作为模芯时，其30～1000℃下的线膨胀系数为3.3×10^-6/℃，当HD热作模具钢作为模套时，在30～750℃下的线膨胀系数为12.473×10^-6/℃，由于模芯与内模套的线膨胀系数相差较大，若模芯与内模套之间的过盈量小于4.0‰，则在热挤压过程中，内模套无法包裹住模芯，导致模芯从内模套中脱出而失效；若模芯与内模套之间的过盈量大于5.5‰，一是不好镶套，二是可能导致内模套炸裂。内模套与外模套之间过盈量的选择依据是：通过在工厂长期使用对比得出，内模套与外模套之间的过盈量在2.0～3.0‰比较合适，既便于镶套操作，又能满足工艺要求，同时，便于模芯和内模套从外模套中取出，使得外模套可重复使用。

进一步，所述模芯的材质为氮化硅复合陶瓷。氮化硅复合陶瓷材料具有强度高，耐磨性好，热膨胀系数低，抗热震性好，高温抗氧化性好，不粘料，使用寿命为热作模具钢的60倍以上等优点，可大幅提高产品质量和生产效率。