[发明专利]铝型材加工用自润滑挤压模具材料及制造挤压模具的方法

说明书

本发明公开了一种铝型材加工用自润滑挤压模具材料及制造挤压模具的方法，按照质量百分比由以下组分组成：C 2.5％～4.0％、Si 2.2％～3.2％、Mn 0.3％～1.3％、Ni1.0％～2.0％、Cu 0.5％～1.5％、Mg≤0.03％、P≤0.03％、S≤0.03％，余量为Fe，上述组分的质量百分比之和为100％。本发明解决了现有挤压模具在高载荷滑动摩擦过程中产生严重的型腔磨损，造成挤压模具型腔磨损超差时间短、生产成本高的问题。

技术领域

本发明属于模具制造技术领域，涉及一种铝型材加工用自润滑挤压模具材料，还涉及采用上述材料制造挤压模具的方法。

背景技术

我国是全世界最大的铝合金生产国，年产各类铝合金近4000万吨，因此，近年来我国铝合金的加工工艺和加工装备也渐趋成熟。在众多的铝合金加工工艺中，铝合金压铸和挤压已成为铝合金最主要的加工方式。而在铝合金挤压加工过程中，挤压模具的磨损超差一直以来是困扰企业生产的一大难题。

在铝合金型材挤压生产过程中，铝合金棒料经加热后，在一定的挤压力作用下，被压入按照特定尺寸设计制造的挤压模具型腔，从而高效地完成铝合金型材的生产制造。然而，在铝型材挤压过程中，挤压模具型腔表面会与铝合金原材料在500℃左右发生高载滑动摩擦，加之高温下铝合金中的Al元素对模具中MxOy的微区强还原反应会生成氧化铝产物，导致铝合金原材料与模具表面发生粘着，进一步使磨损加剧，从而使得挤压模具型腔尺寸短时间超差，过早报废。在实际生产过程中，为延长模具型腔磨损超差时间，往往需要两小时更换一套挤压模具，待卸下的挤压模具冷却至接近室温后，对其进行酸洗和二次表面渗氮等繁复的维护工序，为生产带来了极大的不便。

综上所述，针对性开发低摩擦自润滑挤压模具将会大幅度降低挤压模具型腔表面的磨损超差，延长模具使用寿命，降低模具维护成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝型材加工用自润滑挤压模具材料，解决了现有挤压模具在高载荷滑动摩擦过程中产生严重的型腔磨损，造成挤压模具型腔磨损超差时间短、生产成本高的问题。

本发明的另一目的是提供一种采用铝型材加工用自润滑挤压模具材料制造挤压模具的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种铝型材加工用自润滑挤压模具材料，按照质量百分比由以下组分组成：C 2.5％～4.0％、Si 2.2％～3.2％、Mn 0.3％～1.3％、Ni 1.0％～2.0％、Cu 0.5％～1.5％、Mg≤0.03％、P≤0.03％、S≤0.03％，余量为Fe，上述组分的质量百分比之和为100％。

本发明所采用的另一技术方案是，一种采用铝型材加工用自润滑挤压模具材料制造挤压模具的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按照质量百分比称取以下组分：C 2.5％～4.0％、Si 2.2％～3.2％、Mn0.3％～1.3％、Ni 1.0％～2.0％、Cu 0.5％～1.5％、Mg≤0.03％、P≤0.03％、S≤0.03％，余量为Fe，上述组分的质量百分比之和为100％；

步骤2，将步骤1称取的材料在高温熔炼炉中进行熔炼至完全熔化，得到混合铁水；

步骤3，将步骤2得到的混合铁水通过转运包倒入预热好的连铸机配套保温炉中进行保温并加入硅铁球化剂和稀土孕育剂进行球化、孕育，得到生产铁水；

步骤4，将步骤3得到的生产铁水通过安装在连铸机上的结晶器进行激冷，经过激冷的生产铁水从表层开始凝壳，逐步向心部凝固，再通过引锭杆水平拉出形成铸态钢坯，得到自润滑挤压模具坯料；

步骤5，将步骤4得到的自润滑挤压模具坯料按挤压模具尺寸进行定尺，之后先通过CNC铣床和线切割对定尺后的坯料进行车外圆、铣型腔造型，得到挤压模具毛坯，将挤压模具毛坯放入加热炉中进行加热保温，随后取出再将挤压模具毛坯吊运至硝盐槽中保温，保温结束后取出，对挤压模具毛坯表面残留硝盐进行清洗，得到挤压模具；