双孔管材的加强筋金属的供给是采用在导流模、分流模上模的中心部位开一亚铃式的阶梯形分流孔直接供流,确保加强筋部位模孔合理的金属供流。
用导流模与分流模组合的WYY0700双孔管材1#模已生产出合格挤压材,并已交付用户使用。
1#模虽然生产出合格挤压材,但是,该结构模具存在一些具体问题:
模具设计依据挤压筒直径(418mm)偏小,挤压筒截面积也较小,为提高金属变形率,提高双孔管材的力学性能,在不得已的情况下采用三件套(导流模+分流模)模具结构;
在挤压过程中,金属流经路线较长,摩擦力过大,消耗过多挤压力,产品尺寸不够稳定,同时,由于挤压筒直径小,分流比也较小,会影响厚壁管的焊合质量。
在挤压过程中导流模与分流模的分流孔中装满金属,在继续挤压下一个铸棒时,由于分流孔中过多的残留金属一方面降低产品成品率,另一方面增加了挤压材的缩尾(或缩头)缺陷料的长度,进一步降低了产品成品率,生产效率也低,成本提高。
针对该结构模具存在上述问题,所以设计了方案Ⅱ,方案Ⅱ采用大直径的挤压筒(460mm),加大产品的挤压比和挤压材变形率,改善了产品的组织和力学性能,同时提高产品成品率。分流比也增大,这样可提高管材的力学性能与焊合质量,同时也可提高生产率,降低生产成本。 (2)方案Ⅱ。2#模是根据460mm挤压筒设计制造的(见图3)。这套模具的结构是特殊宽展分流模(两件套)。
这种方案的工作原理是在挤压力的作用下,圆铸锭通过上模的分流孔的分流、宽展,逐渐变成与双孔管材的形状相似,焊合室的外接圆直径达到600mm,焊合室深度取40mm,足以使流动金属在焊合室形成高的静水压力,保证管材的焊合质量。
双孔管材的加强筋部分供流是在分流模上模的中心部位开两个小型的阶梯形分流孔直接供流,确保加强筋部位模孔合理的金属供流,能保证横筋充满,尺寸和形位达到高精级的要求。
方案Ⅱ比较方案Ⅰ具有如下优点:
从模具强度来说,模具的分流部分减薄,金属流经路线减短,降低挤压力,提高模具的整体强度;
从模具设计、制造难度来说,可大大降低模具制造成本;
使用大的挤压筒,和K都增大,既保证了力学性能又能提高焊合质量。而且能提高生产效率和产品成品率,降低生产成本。
实践证明,在使用460mm的挤压筒后,按第Ⅱ方案模具制造厂设计制造了一套2#模(见图3)用于生产WYY0770双孔管材,新模具经2次试模及维修就挤压出合格的双孔管材,产品尺寸很稳定,组织、力学性能和尺寸与形位精度都达到技术条件要求,而且模具使用寿命大大提高。
(3)模子设计尺寸及技术要求,见表3。
表3 WYY0770大型双孔管模子尺寸设计及技术要求表
模子型号 | 模 孔 设 计 尺 寸 | 宽展量 | 横向 宽展角 | 热处理 硬度 HRC | 模孔 表面粗糙度 | ||||
WYY0700 | 图纸尺寸 | 型材宽度 450 | 型材高度 200 | 型材壁厚1 10 | 型材壁厚2 8 | ||||
方案Ⅰ (1#模) | 设计尺寸 | 453.75 | 201.75 | 10.1 | 8.1 | 222 | 1段13.7 2段26 | 48-49 | Ra0.4m |
方案Ⅱ (2#模) | 设计尺寸 | 453.75 | 201.75 | 10.1 | 8.1 | 180 | 23 |