1. Sistemi di stampi per estrusione a caldo e requisiti prestazionali
La figura 1-1 mostra un sistema di stampi per estrusione a caldo, composto principalmente da un cilindro di estrusione, una boccola, un'asta di estrusione e uno stampo. Generalmente, il materiale del sistema di stampi per estrusione viene selezionato in base al materiale della parte estrusa. Il materiale di estrusione più comunemente usato è la lega di alluminio, i cui lingotti vengono riscaldati a circa 500 gradi e poi stampati per formare una superficie. Il lingotto in lega di rame deve essere riscaldato a una temperatura superiore di circa 800 gradi, ovvero la temperatura del punto di trasformazione della fase A1 dell'acciaio per stampi è vicina o superiore. Le ferroleghe vengono riscaldate a circa 1200 gradi.
Generalmente, l'acciaio SKD61 e l'acciaio SKD62 sono utilizzati come materiali del sistema di stampi, ma per i componenti dello stampo che sono a contatto con lingotti, come stampi, mandrini, tamponi di estrusione e rivestimenti, che sono gravemente usurati, l'acciaio modificato SKD61 e l'acciaio SKD7 con elevata temperatura e buona resistenza all'usura. Come cuscinetti per stampi, sedi per mandrini. I componenti ausiliari come i cilindri di estrusione che non entrano direttamente in contatto con la billetta del lingotto utilizzano l'acciaio SKT4.
La chiave di questi strumenti di estrusione dell'alluminio è lo stampo. Prendendo come esempio uno stampo per estrusione a caldo, i risultati dell'analisi delle sue forme di danno e dei requisiti prestazionali sono mostrati nella Figura 1-2. Poiché l'oggetto di estrusione è un lingotto ad alta temperatura in uno stato pressurizzato, la superficie di formatura dello stampo subirà usura. Inoltre, la sua ripetuta deformazione alla flessione può accelerare l'usura, causando anche crepe e danni dovuti alla fatica. Tuttavia, rispetto alla pressofusione allo stato fuso, la temperatura dei lingotti per l'estrusione è inferiore, quindi il cracking termico è relativamente leggero. Inoltre, per prevenire l'usura e l'adesione, si possono eseguire trattamenti di nitrurazione (generalmente nitrurazione gassosa e nitrurazione dolce in bagno di sale). Solitamente, dopo aver pressato una certa quantità di lingotti, si riparano quando l'usura è ancora lieve, e si continua ad utilizzarli dopo il trattamento di nitrurazione. Pertanto, per lo stesso stampo, la nitrurazione con conservazione del calore a 570 gradi per circa 5 ore di solito deve essere ripetuta 10-20 volte, con conseguente graduale diminuzione della durezza all'interno dello stampo, con conseguente diminuzione della resistenza. Pertanto, i materiali devono avere un'eccellente resistenza all'ammorbidimento ad alta temperatura per resistere alla nitrurazione ripetuta.
In passato, gli estrusi di alluminio venivano utilizzati principalmente come materiali da costruzione, ma ora, con lo sviluppo di auto, camion e compartimenti leggeri, l'uso di leghe di alluminio ad alta resistenza per realizzare componenti di grandi dimensioni ha una tendenza in aumento. Pertanto, i materiali per stampi devono avere una migliore temprabilità, una maggiore resistenza all'ammorbidimento ad alta temperatura e resistenza alle alte temperature.
2. Acciaio per stampi per estrusione di alluminio
Gli stampi per estrusione di alluminio sono generalmente realizzati con acciaio SKD61 e SKD62 a base di Cr-1% al 5%. Al contrario, gli acciai con una migliore resistenza al rammollimento ad alta temperatura includono il 3% di Cr-3% di SKD7 a base di Mo, ecc. Come mostrato nella curva di durezza da rinvenimento in Figura 1-3, nell'intervallo di temperatura di {{9 }} grado oltre l'indurimento secondario, la sua resistenza al rammollimento è la crescita di carburi contenenti cromo (tipo M7C3) e l'aumento di carburi fini a base di molibdeno (Mo2C) durante la tempra.
Al fine di soddisfare la domanda di stampi su larga scala negli ultimi anni, acciai come DHA2 (0.4% C-Ni-5.5-Cr-1. 5 percento Mo-V) sviluppato per migliorare la resistenza all'ammorbidimento e la resistenza alle alte temperature pur mantenendo la temprabilità hanno svolto un ruolo. Inoltre, sono stati applicati anche acciai a bassa percentuale di Si-5 Cr-3 percentuale di Mo che possono essere utilizzati per gli stampi per pressofusione.
3. Acciai per matrici di estrusione di rame e leghe di rame
La temperatura di riscaldamento delle leghe di rame è intrinsecamente elevata, unita al calore di deformazione di lavorazione, che può superare il punto di trasformazione ed entrare nella zona di trasformazione austenitica per gli acciai per stampi generici. Pertanto, è necessario utilizzare acciai resistenti al calore come SUH660 (Inferiore o uguale allo 0,08 percento C-26 percento Ni-15 percento Cr-1.25 percento Mo -2 percento Ti-V, AL). Poiché è un acciaio austenitico resistente al calore con una durezza iniziale di 35-37HRC, la sua resistenza alla temperatura ambiente è inferiore a quella dell'acciaio per stampi della serie SKD, ma la sua resistenza diminuisce leggermente alle alte temperature, che possono essere complementari alla serie SKD acciaio per stampi, ed è particolarmente adatto per situazioni in cui è necessario mantenere la resistenza alle alte temperature.
