如何延长工业铝型材挤压模具的工作寿命

工业铝型材挤压模具的工作寿命是指模具从投入生产到报废，这个服役期间所挤压出来的工业铝型材总长度或总吨数，模具的使用寿命受到材料、模具结构和后期保养方法等多方面因素(factor)的影响，所以这个数值并不能一概而论统计得十分精确，那么如何做到延长工业铝型材挤压模具的工作寿命呢，请参考以下四点：

1、材料的选择
这个材料的选择包括二个方面，一方面是指模具本身所使用的结构材质构成，另一方面是指需要挤压的材料品种：
①模具选材：铝型材挤压模具一般采用来自美国的H13热作模具钢，按照GB/T1299-2000的执行标准，是在碳工钢的基础上加入其它的合金元素制成的，其化学成分如下表：
（1）H13模具(称号:工业之母)钢的化学成分表
合金元素
C
Si
Mn
Cr
V
P
S
含量
0.32-0.45
0.80-1.20
0.20-0.50
4.75-5.50
1.10-1.75
≤0.030
≤0.030
模具钢中可以通过提高碳的含量来提高它的强度，但是碳含量并不是越高越好，碳含量越高，模具钢的耐高温、强度与硬度（Hardness)以及耐磨性越好，但是韧性会降低，所以H13钢的含碳量在0.3-0.4%时抗拉强度是1550MPa时的塑性与韧性是更协调的。当铬的含量在5%时，H13模具钢的韧度(Toughness)是更高的，对于降低模具中的碳的含量和稳定（解释:稳固安定；没有变动)其内部组织都非常重要，所以铝型材挤压模具应参照国家规定的执行标准来进行选材，另外合金钢要比碳素钢的使用寿命长。
②需要挤压的材料：挤压模具需要挤压的材料品种，是指被挤压的是钢材还是铝（Al)型材，众所周知，在诸多的金属材料中，钢材的硬度可以算是更大的，铝材、铜材的硬度要低很多，在挤压钢材时，模具所受到的摩擦力与冲击力较大，损伤程度也很高，所以挤压钢材模具要比挤压铝材模具的挤压寿命短。
2、模具(称号:工业之母)的结构设计
在设计铝（Al)型材挤压模具(称号:工业之母)时，要考虑到模具的结构和外形尺寸，模具结构包括：模角α、定径带长度h和出口直径d、以及模子入口圆角r；模具的外形尺寸是指模子的外圆直径d 和h以及外形锥角α，外形尺寸主要由模具的强度来决定，和挤压机的吨位大小也有很大的关系。
在设计模具时要充分考虑各方面的参数(parameter)带来的影响，如确定定径带的长度h时，要充分考虑它的尺寸，过长或过短都不好，定径带过长时容易增大挤压力，粘结的金属会给铝型材表面造成毛刺、划伤和波纹等外观缺陷；定径带过短时容易磨损模具，对于型材的尺寸也难以掌控，出现报废的机率会上升。为了延长模具的使用寿命，在设计时可参照模具的外形尺寸标准来进行模具结构设计，尽可能考虑到更多的参数。
3、热处理工艺
铝（Al)型材挤压模具的热处理工艺也是一个不容忽视的环节，热处理质量的好坏直接影响模具的使用周期，为了提高模具的硬度，模具要经过淬火(cuì huǒ)工序，然后还要经过多次回火，目的是为了提高模具的韧度，消除热应力，使其内部组织更加稳定。门窗铝型材由铝合金建筑铝型材制作的框、扇结构的窗。门窗一般命名为“型号+功能形式”，比如：60系列内开内倒窗。门窗系列名称一般是以铝型材边框的宽度来命名。在热处理时要根据模具的型号大小来确定硬度值，挤压机大小与硬度值参数在这个范围之内才算是合格产品，如下表所示：
（2）铝（Al)型材挤压模具硬度值标准

模具(称号:工业之母)型号
大型挤压模具（F＞500mm）
中型挤压模具（F300-500mm）
小型挤压模具（F＜300mm）
硬度值（HRC)
45-48
47-50
48-51
根据制定的硬度（Hardness)值标准，铝型材挤压模具淬火后要及时回火，防止模具裂纹的产生；如果热处理后的模具达不到硬度，要及时进行退火处理，然后重新进行热处理；对于结构复杂的模具要进行多次回火，以消除模具内部应力，以提高它的力学性能和使用寿命。
4、模具的保养
铝（Al)型材挤压时的生产条件是十分恶劣的，常常要面对高温高压以及高摩擦强度，要求挤压模具具有高强度、高耐磨耗性与韧性，因为模具成本占挤压生产成本的1/3，铝型材生产厂家的经济效益与模具成本也是直接挂钩的，所以模具的日常维护工作就显得十分重要。
当模具在投入使用时，首先要将工作带抛光至镜面，其次要对模具进行渗氮处理，后要对模腔进行清洁处理。氮化处理的好坏直接影响工作带的光洁度，模具型腔内的清洁卫生要做到位，防止灰尘与杂物通过模腔影响工作带，对铝型材产生表面粗糙缺陷。在氮化处理时要注意氮化的次数，一般在经过三次渗氮处理后就可以使模具的氮化层组织稳定，如果超过5次，反而会使工作带脱落，氮化层的厚度要达到0.15mm，氮化处理的频率如下图所示：
挤压模具检验合格→工作带抛光→渗氮处理→次氮化（挤压5-10根铝棒）→第二次氮化（挤压40-80根铝棒）→第三次氮化（挤压100-120根铝棒）→氮化层厚度达0.15mm
除了以上几个主要因素(factor)外，工业铝型材挤压模具的工作寿命还受到挤压机吨位大小、铝型材尺寸以及挤压温度（temperature)与速度的影响，在后面的章节中会陆续为大家讲解。铝型材规格产品种类可分为：阳极氧化着色型材、电泳涂漆型材、粉末喷涂型材、氟碳漆喷涂型材、隔热型材。铝合金建筑型材产品具有强度高、重量轻、耐腐蚀、装饰性好、使用寿命长、色彩丰富等优点。通常，好的产品其表面在20年内不失光、不变色。工业铝型材英文名(Aluminum Profile System)一种以铝为主要成份的合金材料，铝棒通过热熔，挤压从而得到不同截面形状的铝材料，但添加的合金的比例不同，生产出来的工业铝型材的机械性能和应用领域也不同。