鋁型材擠壓模具的開裂失效分析及其研究.pdf

1、鋁型材擠壓模具在高溫、高壓、高摩擦的環(huán)境中服役,承受著冷熱疲勞和附加應(yīng)力的作用,分流撟、工作帶等工作部位易發(fā)生開裂等形式的早期失效,擠壓模具壽命受到嚴重的挑戰(zhàn)。
　　 本文選擇H13鋼擠壓模具開裂失效嚴重的分流橋等工作部位進行研究,在采用金相組織觀察、掃描電鏡分析等物化實驗的基礎(chǔ)上,利用DEFORM-3D軟件對鋁型材擠壓模具的工作過程進行了仿真模擬,結(jié)合擠壓工藝進行正交實驗設(shè)計,探討了模具材料組織、模具結(jié)構(gòu)和擠壓溫度、擠壓速度、

2、摩擦因子及模具預(yù)熱溫度對模具開裂失效的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:
　　 1.擠壓模具的開裂性質(zhì)主要為脆性開裂失效,斷口的形貌特征表現(xiàn)為沿晶開裂和疲勞開裂的混合開裂。
　　 2.模具開裂與材料組織有關(guān),模具內(nèi)部存在碳化物偏析及Na、A1、Ca氧化物雜質(zhì)是產(chǎn)生模具開裂失效的原因之一。
　　 3.模具開裂與模具結(jié)構(gòu)有關(guān),上模的分流橋結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,存在應(yīng)力集中隱患,該處最大應(yīng)力值高達ll40MPa,超過H13鋼材料許用極限

3、易造成開裂失效。
　　 4.模具開裂與擠壓工藝有關(guān),當擠壓溫度500℃,擠壓速度10mm/s,摩擦因子0.4,模具預(yù)熱溫度470℃時,最有利于避免模具發(fā)生開裂失效。
　　 5.優(yōu)化工藝后,分流橋處的最大主應(yīng)力下降40.78％,流速均方差SDV值減小95.42％,模具壽命及型材質(zhì)量顯著提高。
　　 本文深入研究了鋁型材擠壓模具H13鋼開裂失效的原因及影響因素,并對擠壓工藝進行了優(yōu)化設(shè)計,為避免擠壓模具發(fā)生開裂失效提