1. Varme ekstruderingsstøbesystemer og ydeevnekrav
Figur 1-1 viser et varmekstruderingsstøbesystem, hovedsageligt sammensat af en ekstruderingscylinder, en bøsning, en ekstruderingsstang og en støbeform. Generelt vælges materialet i ekstruderingsformsystemet baseret på materialet i ekstruderingsdelen. Det mest almindeligt anvendte ekstruderingsmateriale er aluminiumslegering, hvis barrer opvarmes til omkring 500 grader og derefter støbes til en overflade. Kobberlegeringsbarren skal opvarmes til en højere temperatur på omkring 800 grader, det vil sige, at A1-fasetransformationstemperaturen for formstålet er tæt på eller højere. Ferrolegeringer opvarmes til omkring 1200 grader.
Generelt bruges SKD61-stål og SKD62-stål som formsystemmaterialer, men til formkomponenter, der er i kontakt med ingots, såsom forme, dorne, ekstruderingspuder og foringer, som er stærkt slidte, SKD61 modificeret stål og SKD7 stål med høj temperatur og god slidstyrke anvendes. Som formpuder, spindelsæder. Hjælpekomponenter som ekstruderingscylindre, der ikke direkte kommer i kontakt med barren, bruger SKT4 stål.
Nøglen til disse aluminiumsekstruderingsværktøjer er formen. Hvis vi tager en varm ekstruderingsform som eksempel, er analyseresultaterne af dens skadesformer og ydeevnekrav vist i figur 1-2. Da ekstruderingsobjektet er en højtemperaturbarre i tryksat tilstand, vil formens formflade blive slidt. Derudover kan dens gentagne bøjningsdeformation fremskynde slid og rive, samtidig med at det forårsager revner og skader på grund af træthed. Sammenlignet med trykstøbning i smeltet tilstand er temperaturen på ingots til ekstrudering imidlertid lavere, så termisk revnedannelse er relativt lille. For at forhindre slid og vedhæftning kan der desuden udføres nitreringsbehandling (generelt gasnitrering og saltbad blød nitrering). Normalt, efter at have presset en vis mængde barrer, reparerer du dem, når sliddet stadig er lidt, og fortsætter med at bruge dem efter nitreringsbehandling igen. For den samme form skal nitrering med varmekonservering ved 570 grader i ca. 5 timer derfor normalt gentages 10-20 gange, hvilket resulterer i et gradvist fald i hårdheden inde i formen, hvilket resulterer i et fald i styrke. Derfor kræves det, at materialer har fremragende højtemperaturblødgøringsbestandighed for at modstå gentagen nitridering.
Tidligere blev aluminiumsekstruderinger hovedsageligt brugt som byggematerialer, men nu, med udviklingen af lette biler, lastbiler og rum, har brugen af højstyrke aluminiumslegeringer til at fremstille store komponenter en stigende tendens. Derfor kræves det, at formmaterialer har bedre hærdeevne, højere modstandsdygtighed over for blødgøring ved høj temperatur og høj temperaturstyrke.
2. Stål til ekstruderingsforme i aluminium
Aluminiumsekstruderingsforme er generelt lavet af 5 procent Cr-1 procent Mo-baseret SKD61- og SKD62-stål. I modsætning hertil inkluderer stål med bedre højtemperaturblødgøringsmodstand 3 procent Cr-3 procent Mo-baseret SKD7 osv. Som vist i anløbshårdhedskurven i figur 1-3 i temperaturområdet {{9 }} grad ud over sekundær hærdning er dens blødgøringsmodstand væksten af chromholdige carbider (M7C3 type) og stigningen af molybdænbaserede fine carbider (Mo2C) under anløbning.
For at imødekomme efterspørgslen efter støbeforme i stor skala i de senere år er stålkvaliteter som DHA2 (0,4 procent C-Ni-5.5-Cr-1. 5 procent Mo-V) udviklet til at forbedre blødgøringsmodstanden og højtemperaturstyrken og samtidig bevare hærdbarheden har spillet en rolle. Derudover er lav Si-5 procent Cr-3 procent Mo-stål, der kan bruges til trykstøbeforme, også blevet anvendt.
3. Stål til ekstruderingsmatricer af kobber og kobberlegeringer
Opvarmningstemperaturen for kobberlegeringer er i sagens natur høj, kombineret med behandlingsdeformationsvarme, som kan overstige transformationspunktet og komme ind i den austenitiske transformationszone for almindelige formstål. Derfor er det nødvendigt at bruge varmebestandigt stål såsom SUH660 (mindre end eller lig med 0,08 procent C-26 procent Ni-15 procent Cr-1,25 procent Mo -2 procent Ti-V, AL). Fordi det er et austenitisk varmebestandigt stål med en initial hårdhed på 35-37HRC, er dets omgivelsestemperaturstyrke lavere end for SKD-seriens formstål, men dets styrke falder lidt ved høje temperaturer, hvilket kan være komplementært til SKD-serien formstål, og er særligt velegnet til situationer, hvor høj temperaturstyrke skal opretholdes.
