[发明专利]一种铝合金型材挤压模具加工工艺

权利要求书

1.一种铝合金型材挤压模具加工工艺，包括模具外安装座预制、挤压模具材料筛选、模具钢材的熔炼、模具钢材的铸造、模具钢材的锻造、模具钢材的热处理、模具钢材的电加工、挤压模具机械加工、模具表面处理、模具表面抛光和组合安装，其特征在于，具体加工步骤如下：

步骤一、模具外安装座预制：选取Q235作为模具的安装座，首先通过浇筑使安装座成型，再通过锻压机的锻造使安装座具有所需的硬度，最后通过数控机床的机械加工，使模具外安装座具有对称且表面粗糙度达到的要求，制造好的模具外安装座用工业油润滑后使用塑料薄膜包裹，备用；

步骤二、挤压模具材料筛选：挤压模具选用耐高温、耐磨的H13模具钢，H13模具钢在高温下能够保持其强度和硬度；

步骤三、模具钢材的熔炼：将步骤二选取的H13模具钢先放置在1000℃的高温下预热，待模具钢表面通红之后利用夹具将其放置在1800-2000℃的熔炼炉内熔化，形成液态的钢水；

步骤四、模具钢材的铸造：将步骤三中熔融的H13模具钢浇筑到所需外形的铸造模具内，并且通过铸造模具上开多个浇筑口和通风口，使浇筑时不产生空气形成的空隙，待铸造成型，温度下降到常温后开封取出铸造的模具；

步骤五、模具钢材的锻造：将步骤四中铸造的H13模具放置在加热炉上加热至300℃后移至锻压设备上，通过锻压头的压力冲锻，使H13模具具有更强的硬度和更加紧实的塑性结构；

步骤六、模具钢材的热处理：步骤五中锻压成型的H13模具钢进行的热处理包括正火、退火、淬火和回火，具体操作步骤如下：

步骤S1、正火：首先将H13模具钢进行正火工艺处理，将H13模具钢放置到正火加工炉中，并且将炉温以150℃/h的速度升高至980℃并且保温5h，使模具钢内的碳化物析出，再将炉温升高到1020℃保温12h，使析出的碳化物充分溶解到奥氏体中，然后将模具钢迅速油冷至360℃的马氏相变起始温度，放置在360-370℃的炉中随炉冷却至200℃，使模具钢完成马氏相变；

步骤S2、退火：先进行去应力退火，将正火后的模具钢加热到600-650℃放置4h，进行炉冷，再采用等温球化退火工艺，将去应力退火工艺后的模具钢放入炉中加热至900-950℃保温4-5h后炉冷至400℃后继续加热至720-760℃保温4-5h，待炉冷温度降至500℃时，出炉空冷至100℃，再进行放置白点退火，将空冷的模具钢放入炉中加热至550℃保温2h，然后以20℃/h的炉冷速度缓慢降温至常温；

步骤S3、淬火：采用流动粒子炉加热，将步骤S2完成的模具钢放置在流动粒子炉中，先进行预加热至500℃保温1h后再加热至1050℃奥氏体化，保持炉温5h，使残余的碳化物融入至残余的奥氏体中，得到最好的韧性和放置开裂，提高H13模具钢的红硬性及抗回火能力，随后随炉温降至100℃；

步骤S4、回火：将步骤S3中的100℃的H13模具钢降温至80℃时开始回火作业，将炉温升至350℃的中低温回火，保持炉温至4h后随炉温降温至80℃后进行第二次回火处理，将炉温升至340℃，保持炉温至3.5h后随炉温降至80℃后进行第三次回火处理，将炉温升至330℃，保持炉温至3h后随炉温降至常温后，H13模具钢热处理完毕；

步骤七、模具钢材的电加工：采用电火花粗加工H13模具钢的内部挤压铝合金的通孔，加工精度用长度损耗率衡量，公式为：C_L＝h_E/h_W；

步骤八、挤压模具机械加工：采用数控铣床、数控机床和磨床，首先对挤压模具外表面进行车削加工，使表面粗糙度为Ra0.8mm，再对挤压模具内表面进行钻孔、车削和打磨，使表面粗糙度为Ra<0.2mm；

步骤九、模具表面处理：采用碳氮共渗的气体软氮化，40％的氨气与50％放热式气体和通氨气时滴注乙醇、甲酰胺两种液体，使气体软氮化时，碳原子在模具金属表面的溶解度高，软氮化的表层是碳、氮共同的化合物；

步骤十、模具表面抛光：采用机械式的超精研抛光，将步骤九经过表面处理的H13模具钢夹在固定夹座上，使用超精研磨具，在含有磨料的研抛液中高速旋转抛光，使模具表面的粗糙度达到Ra0.008um的超高精度，得到铝型材挤压模具成品；

步骤十一、组合安装：将步骤十中得到的模具成品放置在步骤一中预制的模具外安装座内，并且通过安装座外部设置的紧固螺栓，将两个模具外安装座拧紧，使模具成品与模具外安装座完全配合，组合完成。