本發(fā)明涉及鋁合金坯件的熱成形工藝，特別是一種鋁合金薄壁深筒件熱擠壓模具及工藝。

背景技術(shù)：

藥筒藥筒是自動武器彈藥的重要組成部分。基于藥筒藥筒的工作環(huán)境要求，藥筒藥筒材料必須要有高強度、韌性以及良好的延展性。作為藥筒用材料，鋁合金具有以下優(yōu)勢：

1)鋁資源豐富，價格便宜；

2)鋁密度低，藥筒質(zhì)量輕，鋁藥筒質(zhì)量為黃銅藥筒的30％，鋼藥筒的36％；

超硬鋁合金材料雖然強度高，但是常溫延伸率低約為10％，遠(yuǎn)低于S20A鋼28％的延伸率。若沿用現(xiàn)有藥筒冷擠壓工藝流程，存在引長次數(shù)和退火次數(shù)多，易出現(xiàn)加工裂紋，良品率低等問題。

采用熱成型工藝生產(chǎn)鋁合金藥筒藥筒的坯件，能夠減少藥筒藥筒的成型次數(shù)。但是鋁合金藥筒藥筒的熱擠壓坯件由于壁厚較薄，徑厚比較大且藥筒藥筒熱擠壓坯件長度較大，因而熱擠壓過程中壁厚差難以控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種熱擠壓成型產(chǎn)品壁厚均勻性高、尺寸精度高的鋁合金薄壁深筒件熱擠壓模具及工藝。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種鋁合金薄壁深筒件熱擠壓模具，該模具用于熱擠壓成型，包括下模架、下模芯、上模、彈簧導(dǎo)桿、脫料板、頂桿、導(dǎo)桿、上模架、上模芯；所述下模芯安裝在下模架上表面，并使用緊固螺栓固定；上模的凹坑設(shè)置于下模芯的凸臺上；彈簧導(dǎo)桿下表面固定于下模架上表面，彈簧導(dǎo)桿上表面與脫料板固定連接，脫料板在彈簧導(dǎo)桿的行程內(nèi)能夠自由運動；頂桿頂部與上模架固定連接，頂桿底部壓在上模上表面；上模芯通過上模架、脫料板中心的孔，正對上模的中心孔；上模芯通過夾具固定在機床上；上模架與下模架通過導(dǎo)桿相連接。

進一步地，所述上模的側(cè)壁包覆設(shè)置電加熱套，上模及其模腔內(nèi)的上模芯通過該電熱套加熱。

進一步地，所述導(dǎo)桿與上模架的連接處設(shè)置導(dǎo)套。

進一步地，所述上模架受到油壓機的壓邊缸壓力后，上模架通過頂桿將所受到的壓力傳導(dǎo)到上模和下模芯，將上模和下模芯壓緊；上模芯向下運動中先與脫料板接觸，然后與脫料板一起向下運動。

一種基于所述鋁合金薄壁深筒件熱擠壓模具的鋁合金薄壁深筒件熱擠壓工藝，步驟如下：

步驟一：鋁合金棒材下料；

步驟二：坯料均勻化熱處理：將保溫爐加熱到430～470℃，坯件放入爐中保溫24h，然后冷卻；

步驟三：坯料預(yù)熱，保溫爐加熱到380～500℃后將坯料表面涂潤滑劑并保溫；

步驟四：模具加熱，壓機壓邊缸下行，壓緊上模架9，上模芯11外表面涂潤滑劑、上模4內(nèi)腔涂潤滑劑，上模芯11和上模4加熱到與步驟三所述坯料同等的溫度并保溫4～8h；

步驟五：采用熱擠壓模具進行坯料擠壓，得到壓制成型的產(chǎn)品。

進一步地，步驟五所述采用熱擠壓模具進行坯料擠壓，得到壓制成型的產(chǎn)品，具體如下：

(a)上模芯11向上移動，到完全脫離上模4停止；

(b)坯料出爐，放入上模4的內(nèi)部；

(c)上模芯11向下運動，進行坯料擠壓；

(d)上模芯11向上運動，產(chǎn)品從上模4的模腔中帶出，脫料板6在彈簧的彈力作用下與上模芯11一起向上運動；

(e)脫料板6運動到最高點后，在彈簧導(dǎo)桿5的拉力作用下停止運動，上模芯11在機床的帶動下繼續(xù)運動，產(chǎn)品從上模芯11上剝落。

進一步地，步驟二中所述保溫爐加熱到450℃，坯件放入爐中保溫12h。

進一步地，步驟四所述上模芯11和上模4加熱到步驟三所述坯料同等的溫度450℃并保溫4h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：(1)采用反擠壓工藝加工鋁合金薄壁深筒件，通過均勻化熱處理，材料的組織更加均勻，坯料的硬度低，在綜合考慮加工效率的前提下，進一步降低了材料擠壓阻力；(2)模具與模架固定，定位精度高，熱擠壓成型產(chǎn)品壁厚均勻性高、尺寸精度高，機械性能滿足藥筒進一步加工的精度；(3)通過熱擠壓的工藝提高了鋁合金加工性能，在保證結(jié)構(gòu)完整的情況下，提高了鋁合金藥筒的加工效率。

附圖說明

圖1為發(fā)明鋁合金薄壁深筒件熱擠壓模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

結(jié)合圖1，本發(fā)明鋁合金薄壁深筒件熱擠壓模具，該模具用于熱擠壓成型，包括下模架1、下模芯2、上模4、彈簧導(dǎo)桿5、脫料板6、頂桿7、導(dǎo)桿8、上模架9、上模芯11；所述下模芯2安裝在下模架1上表面，并使用緊固螺栓固定；上模4的凹坑設(shè)置于下模芯2的凸臺上；彈簧導(dǎo)桿5下表面固定于下模架1上表面，彈簧導(dǎo)桿5上表面與脫料板6固定連接，脫料板6在彈簧導(dǎo)桿5的行程內(nèi)能夠自由運動；頂桿7頂部與上模架9固定連接，頂桿7底部壓在上模4上表面；上模芯11通過上模架9、脫料板6中心的孔，正對上模4的中心孔；上模芯11通過夾具固定在機床上；上模架9與下模架1通過導(dǎo)桿8相連接。

進一步地，所述上模4的側(cè)壁包覆設(shè)置電加熱套3，上模4及其模腔內(nèi)的上模芯11通過該電熱套3加熱。

進一步地，所述導(dǎo)桿8與上模架9的連接處設(shè)置導(dǎo)套10。

進一步地，所述上模架9受到油壓機的壓邊缸壓力后，上模架9通過頂桿7將所受到的壓力傳導(dǎo)到上模4和下模芯2，將上模4和下模芯2壓緊；上模芯11向下運動中先與脫料板6接觸，然后與脫料板6一起向下運動。

本發(fā)明基于所述鋁合金薄壁深筒件熱擠壓模具的鋁合金薄壁深筒件熱擠壓工藝，步驟如下：

步驟一：鋁合金棒材下料；

步驟二：坯料均勻化熱處理：將保溫爐加熱到430～470℃，坯件放入爐中保溫24h，然后冷卻；

步驟三：坯料預(yù)熱，保溫爐加熱到380～500℃后將坯料表面涂潤滑劑并保溫；

步驟四：模具加熱，壓機壓邊缸下行，壓緊上模架9，上模芯11外表面涂潤滑劑、上模4內(nèi)腔涂潤滑劑，上模芯11和上模4加熱到與步驟三所述坯料同等的溫度并保溫4～8h；

步驟五：采用熱擠壓模具進行坯料擠壓，得到壓制成型的產(chǎn)品，具體如下：

(a)上模芯11向上移動，到完全脫離上模4停止；

(b)坯料出爐，放入上模4的內(nèi)部；

(c)上模芯11向下運動，進行坯料擠壓；

(d)上模芯11向上運動，產(chǎn)品從上模4的模腔中帶出，脫料板6在彈簧的彈力作用下與上模芯11一起向上運動；

(e)脫料板6運動到最高點后，在彈簧導(dǎo)桿5的拉力作用下停止運動，上模芯11在機床的帶動下繼續(xù)運動，產(chǎn)品從上模芯11上剝落。

優(yōu)選地，步驟二中所述保溫爐加熱到450℃，坯件放入爐中保溫12h。

優(yōu)選地，步驟四所述上模芯11和上模4加熱到步驟三所述坯料同等的溫度450℃并保溫4h。

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

實施例1

一種薄壁深筒件擠壓工藝，其步驟如下：

步驟一：鋁合金棒材下料；

步驟二：坯料均勻化熱處理：將保溫爐加熱到430℃，坯件放入爐中保溫24h，然后隨爐冷卻(水淬或者隨爐冷卻)；

步驟三：坯料預(yù)熱，保溫爐加熱到380℃后將坯料表面涂潤滑劑并保溫；

步驟四：模具加熱，壓機壓邊缸下行，壓緊上模架9，上模芯11外表面涂潤滑劑、上模4內(nèi)腔涂潤滑劑，上模芯11和上模4加熱到步驟三同等溫度380℃并保溫4h；

步驟五：壓制成型；

(a)上模芯11向上移動，到完全脫離上模4停止；

(b)坯料出爐，放入上模4的內(nèi)部；

(c)上模芯11向下運動，進行坯料擠壓；

(d)上模芯11向上運動，產(chǎn)品從上模4的模腔中帶出，脫料板6在彈簧的彈力作用下與上模芯一起向上運動；

(e)脫料板6運動到最高點后，在彈簧導(dǎo)桿5的拉力作用下停止運動，上模芯在機床的帶動下繼續(xù)運動，產(chǎn)品從上模芯上剝落。

實施例2

一種薄壁深筒件擠壓工藝，其步驟如下：

步驟一：鋁合金棒材下料；

步驟二：坯料均勻化熱處理：將保溫爐加熱到450℃，坯件放入爐中保溫24h，然后水淬；

步驟三：坯料預(yù)熱，保溫爐加熱到450℃后將坯料表面涂潤滑劑并保溫；

步驟四：模具加熱，壓機壓邊缸下行，壓緊上模架9，上模芯11外表面涂潤滑劑、上模4內(nèi)腔涂潤滑劑，上模芯11和上模4加熱到步驟三同等溫度450℃并保溫4h；

步驟五：壓制成型；

(a)上模芯11向上移動，到完全脫離上模4停止；

(b)坯料出爐，放入上模4的內(nèi)部；

(c)上模芯11向下運動，進行坯料擠壓；

(d)上模芯11向上運動，產(chǎn)品從上模4的模腔中帶出，脫料板6在彈簧的彈力作用下與上模芯一起向上運動；

(e)脫料板6運動到最高點后，在彈簧導(dǎo)桿5的拉力作用下停止運動，上模芯在機床的帶動下繼續(xù)運動，產(chǎn)品從上模芯上剝落。

實施例3

一種薄壁深筒件擠壓工藝，其步驟如下：

步驟一：鋁合金棒材下料；

步驟二：坯料均勻化熱處理：將保溫爐加熱到450℃，坯件放入爐中保溫24h，然后隨爐冷卻；

步驟三：坯料預(yù)熱，保溫爐加熱到450℃后將坯料表面涂潤滑劑并保溫；

步驟四：模具加熱，壓機壓邊缸下行，壓緊上模架9，上模芯11外表面涂潤滑劑、上模4內(nèi)腔涂潤滑劑，上模芯11和上模4加熱到步驟三同等溫度450℃并保溫6h；

步驟五：壓制成型；

(a)上模芯11向上移動，到完全脫離上模4停止；

(b)坯料出爐，放入上模4的內(nèi)部；

(c)上模芯11向下運動，進行坯料擠壓；

(d)上模芯11向上運動，產(chǎn)品從上模4的模腔中帶出，脫料板6在彈簧的彈力作用下與上模芯一起向上運動；

(e)脫料板6運動到最高點后，在彈簧導(dǎo)桿5的拉力作用下停止運動，上模芯在機床的帶動下繼續(xù)運動，產(chǎn)品從上模芯上剝落。

實施例4

一種薄壁深筒件擠壓工藝，其步驟如下：

步驟一：鋁合金棒材下料；

步驟二：坯料均勻化熱處理：將保溫爐加熱到470℃，坯件放入爐中保溫24h，然后水淬；

步驟三：坯料預(yù)熱，保溫爐加熱到500℃后將坯料表面涂潤滑劑并保溫；

步驟四：模具加熱，壓機壓邊缸下行，壓緊上模架9，上模芯11外表面涂潤滑劑、上模4內(nèi)腔涂潤滑劑，上模芯11和上模4加熱到步驟三同等溫度500℃并保溫8h；

步驟五：壓制成型；

(a)上模芯11向上移動，到完全脫離上模4停止；

(b)坯料出爐，放入上模4的內(nèi)部；

(c)上模芯11向下運動，進行坯料擠壓；

(d)上模芯11向上運動，產(chǎn)品從上模4的模腔中帶出，脫料板6在彈簧的彈力作用下與上模芯一起向上運動；

(e)脫料板6運動到最高點后，在彈簧導(dǎo)桿5的拉力作用下停止運動，上模芯在機床的帶動下繼續(xù)運動，產(chǎn)品從上模芯上剝落。

綜上實施案例，步驟二的均勻化處理，450℃均勻化24h后水淬材料具有最大的固溶強化作用；步驟三中，450℃下保溫4h后模具已經(jīng)達到熱平衡；通過該發(fā)明生產(chǎn)的鋁合金藥筒熱擠壓坯件，壁厚均勻性高、力學(xué)性能好、擠壓力適中。