[發明專利]7系鋁合金大型擠壓模具

有效

• 申請號: 201410318514.1
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104056869A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 王彥俊;劉兆偉;徐鑫;劉麗;李洪林
• 申請（專利權）人: 遼寧忠旺集團有限公司
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及大型擠壓模具技術領域，特別涉及一種7系鋁合金大型擠壓模具。

背景技術

軌道交通用鋁型材在成擠壓型時，由于型材規格較普通型材要大，模具承受較大的抵抗阻力，所以極易出現堵模，金屬流動困難，導致焊合質量不良等問題。目前德國、意大利、韓國、日本等國家的大型擠壓模具制造技術處于比較領先地位，我國尚處起步階段，主要體現在模具使用壽命上，國內平均使用壽命10噸/模，而國外平均分流組合模使用壽命在20～25噸/套，差距較大。

尤其是7系鋁合金型材，由于加入了鋅、鉛、鎂和銅等合金元素，材料硬度加大，成型時模具的擠壓應力也隨之增大，易導致：分流橋早期斷裂、材料熱疲勞及焊縫質量差等問題，從而進一步降低影響模具使用壽命。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種7系鋁合金大型擠壓模具，通過分流橋底添置橋墩、下模工作帶設置冷卻裝置、采用蝶形焊合室等結構改進，分別解決了模具的分流橋早期斷裂、材料熱疲勞和焊縫質量差等問題，最終提高了模具使用壽命和擠壓產品的焊縫質量。

本發明的7系鋁合金大型擠壓模具，包括上模、下模、對所述上模、下模進行限位的定位銷和進行聯結固定的螺釘，所述上模設置有分流橋、分流孔和模芯，下模設置有焊合室、?？仔颓?、工作帶和空刀，其特征在于：所述分流橋設置有橋墩，所述焊合室設置為蝶形形腔，所述工作帶設置有冷卻裝置。所述橋墩為設置在分流橋根部比分流橋橋身厚的部分，與分流橋橋身圓弧過渡。

由于在分流橋根部設置有比分流橋橋身厚的橋墩，一方面可以提高分流橋自身的結構強度，可承受更大的擠壓阻力和擠壓力矩；另一方面由于橋墩比橋身厚且與橋身圓弧過渡，增大了與擠壓金屬接觸面積，分散在分流橋內表面單位面積上的金屬減少，有利于金屬的流動,減少了擠壓阻力，有效解決了分流橋早期斷裂的問題；焊合室采用蝶形形腔，由于沒有結構上的死區，避免了金屬停留在死區內影響金屬的流動性問題，從而提高焊縫質量；在下模工作帶處設置冷卻裝置，可以有效降低擠壓過程中的模具溫度的變化值，減少材料發生熱疲勞問題。

進一步，所述冷卻裝置包括液氮系統和溫度控制系統。由于液氮低溫在-196℃以下，可對模具迅速降溫，從而避免模具在工作中溫度變化較大引起熱疲勞問題，通過溫度控制系統對模具溫度進行實時監控，避免模具溫度忽高忽低，使模具溫度始終保持在恒定范圍內，有利于提高擠壓速度及產品生產效率。

進一步，所述工作帶處還設置有用于存貯液氮的冷卻結構。在工作帶處設置與擠壓型材形狀相近的冷卻結構，可以迅速且均勻的降低擠壓型腔和擠壓產品的溫度，一方面避免擠壓產品表面溫度差異過大導致裂口或變形過大等質量問題，另一方面可提高擠壓產品內部組織狀態，抑制產品粗晶環缺陷的產生。

進一步，所述模芯端面設置有臺階。由于臺階端面小于模芯端面可以減小擠壓力，相比錐臺式和錐式更適用于難擠壓型材，更有利于金屬流動，提高擠壓產品質量。

本發明的有益效果：

通過分流橋兩端添置橋墩，大幅提高分流橋的結構強度，有效解決因分流橋強度不足而引起斷裂的問題；采用蝶形焊合室，可加速金屬的流動性，消除分流孔之間的死區，減小擠壓阻力，從而提高了擠壓產品焊縫質量；下模工作帶處設置冷卻裝置，解決了模具在擠壓過程中溫度變化較大而造成模具熱疲勞的問題，同時對抑制擠壓產品粗晶環問題具有重要意義。

實驗表明：通過本發明可有效降低模具在擠壓過程中承受應力水平和整體變形量：應力從850MPa降到705MPa；整體變形量從0.32mm降到0.12mm，最終將7系鋁合金大型擠壓模具LC13-071(分流組合模)的使用壽命提高到20～25噸/模,較國內普遍使用壽命5～15噸/模提高近1倍，基本接近國際先進水平。

本發明的其它優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。

附圖說明

圖1為本發明7系鋁合金大型擠壓模具的加工型材示意圖；

圖2為本發明7系鋁合金大型擠壓模具的實施結構示意圖；

圖3為圖2的剖視圖；

圖4為分流橋原結構示意圖；

圖5為分流橋改進結構I示意圖；

圖6為分流橋改進結構II示意圖；

圖7為蝶形焊合室結構示意圖；

圖8為下橫工作帶處冷卻結構；

圖9為凸臺式模芯結構。