介绍了在铝合金挤压模具中使用硬合金的重要性，并提出了一种新型的硬合金挤压模具。该模具采用硬合金材
介绍了在铝合金挤压模具中使用硬合金的重要性，并提出了一种新型的硬合金挤压模具。该模具采用硬合金材料来局部镶嵌，以提高模具的耐磨性。以圆管挤压模耐磨性。以圆管挤压模为例，描述了硬合金的选择方法，重点介绍了硬合金的尺寸确定和镶嵌方法，并根据挤压结果与硬合金挤压模进行了比较。
目前，中国已变成全球上主要的铝生产国，每年生产铝挤压模具的消耗量非常大。有关数据显示，实际生产中挤压模报废失效的根本原因是模具磨损。因此，提高模具的耐磨性对提高模具的常规使用的寿命具备极其重大意义，并将带来显著的经济效益[1]。目前，生产铝挤压模具的材料具备良好的机械性能H13.它解决了过去热作模具在工作中容易断裂失效的问题。但由于钢材红硬度低，耐磨性弱，模具磨损导致大部分模具在材料不疲劳损坏的前提下报废，价格相对昂贵的模具钢材造成了巨大的浪费，也增加了企业的生产所带来的成本。硬质合金材料因其硬度高、耐磨性好、导热性好而在模具行业得到愈来愈普遍的应用。但由于其硬度脆弱、韧性差、抗冲击韧性低、对应力集中敏感，硬质合金材料至今还没成熟应用于热挤压模具，这也是因人们还没有完全掌握模具钢基体与硬质合金在高温下的配合，以及服务受力时的效应机制。本文将硬质合金引入圆管挤压模具中，将优质热作模具钢与硬质合金有机结合，从而大幅度的提升了硬质合金在工艺条件下的优良温度和压力要求。
第三，型材截面设计改进或淘汰造成的模具报废约占5%。这些易坍塌、断裂、悬臂挤压等危险断铝型材加工挤压模具称为危险断面模具
硬合金镶嵌在挤压模具中，一方面必须合理选择合金的类型和品牌，因为挤压模具在高温、高压条件下使用，并承受交替载荷和冲击载荷；另一方面，应考虑获得硬合金材料的市场便利性和成本。目前常用的硬合金有钨钴 （YG）、钨钛钴类 （YT）、钨钽钴和钨钛钽钴[3]。典型的硬质合金和模具基础钢H13的物理机械性能如表1所示。
相比之下，硬质合金的热膨胀系数要小得多，这在模具设计和制造中应考虑。此外，硬质合金的弹性变形量和塑性变形量也很小。这不仅对模具有利，也对硬质合金对模具中的应力集中非常敏感，易引起模具损坏。因此，并非所有品种繁多、形状多样的铝型材都适合使用硬质合金，但对于形状简单、圆角较大的圆管和品种，由于应力集中度小，适合使用硬质合金镶嵌件。众所周知，目前铝型材挤压模所选的基体钢是H13钢，为了更好的提高模具的耐磨性，选择硬合金作为镶嵌材料是基于硬合金材料的高硬度、良好的耐磨性和良好的导热性。不选择硬合金作为基质材料的原因是硬脆、韧性差、抗冲击韧性低、对应力集中敏感。通过一系列分析，在所有硬合金材料中，钴硬合金更合适，是因为硬合金的机械性能主要由钴含量和碳化钨粒度决定，钴含量越高，抗住压力的强度越高。相对而言，钴含量低的合金具有更好或更明显的耐磨性，而钴含量高的合金具有更好或更明显的冲击性。
为了提高铝型材挤压模具的常规使用的寿命，首先要解决模具工作表面的磨损问题，强调模具的耐磨性，所以最终选择钴含量低的YG8硬质合金。这与冷冲压模具中选择冲击性能好的 YG15 完全不同。此外，相关实验表明，硬质合金的热线线胀系数随钴含量的增加而增加[7]。考虑到挤压模具的工作时候的温度为520~540 ℃，为避免高温下合金热膨胀过大导致型材壁厚变化，应选用钴含量低的硬质合金；此外，从表1能够准确的看出，YG8基体钢在高温下的热膨胀可忽略不计。
根据要求，镶嵌合金与模具基体的结合必须牢固可靠。模具的工作时候的温度为520~540 ℃，硬质合金和模具基材料H13在这个温度下的热膨胀系数是不同的。因此，硬质合金通过加热压力安装镶嵌在下模孔中。压力安装要求是确保高温 520~540 ℃下合金与下模镶嵌孔的单面间隙小于0.02 mm。这就要求两者在常温下过度配合，以保证硬质合金在常温下不掉落。
具体操作如下:(1) 加工硬质合金。选用 硬质合金YG8.合金厚度为8 mm，其加工方法是慢线切割：先切割模孔的斜度，然后一次切割模孔和形状，以确保型孔和形状的同心度。另一方面，切割模孔的工作带尺寸为3 mm。(2) 下模基体的加工。下模和上模按未镶嵌合金时的正常加工进行。组装完成后，将上下模分开。两者的尺寸关系如图2所示。尺寸关系如下:D1=1.01×D0（mm）。D2=D1 40（mm）。D3=0.996×D2
(3)加热压装。将加工好的下模和合金放入箱式炉中，慢慢加热至 (520±5） ℃并保温2 h，然后出炉快速压装。为保证压装顺利，合金可提前约1 min由于镶嵌孔的深度高于合金0.5 mm，因此，压装平整后，用铜锤轻轻敲打下模镶嵌孔周围，使边缘下沉，压合金。装配后的下模如图3所示。
上模的合金镶嵌主要是用硬质合金镶嵌模芯。上模基体按常规设计加工镶嵌是模具热处理后的精加工。合金和模具不需要预热，而是在室温下进行的。方法最重要的包含以下几点:
（1） 将YG8硬质合金镶块的磨削厚度与上模芯设计的工作带高度尺寸一致，外圆 0.2 mm的余量。
(2) 上模止口外圆精车0.5 mm余量，合金螺丝位置0.2 mm 余量；热处理前可精车到位止口台阶、止口平面、模芯颈位、合金位。
（3） YG8硬质合金镶块的内孔磨削尺寸小于上模的配合镶嵌部位尺寸0.01 mm，即上模与镶嵌合金的配合采用基孔过盈配合，过盈小于0.01 mm，或使用配合代号H7/n6.过盈配合。
(4) 热处理后，以上模芯的颈部位置为基准，将紧固合金的螺钉位置精车到位，并车M16 （或M12) 外螺纹。设计外螺纹时，螺纹外径与合金的外径应大于3 mm。
（5） 把YG8.用垫片和垫片将硬质合金镶块油滑到模芯的合金位置M拧紧螺母，固定硬质合金。
(7) 四爪单动卡盘安装上模YG8硬质合金镶块为基准，将YG8硬质合金镶块
本研究以简单的圆管挤压模为例，测试了在挤压模上镶嵌硬质合金，最终取得了良好的效果。但热安装的步骤操作麻烦，有一定的风险。此外，当下模具采用冷安装的步骤时，要进一步研究怎么样将室温下的间隙合作转化为高温下的过剩合作。由于硬合金对冲击和应力的敏感性，其适用的型材品种仅限于一些简单且有一定圆角的品种。然而，对于适用的型材，在模具中镶嵌硬合金的关键是考虑模具材料与硬合金线线胀系数的差异，以及压力安装的步骤，以充分的发挥硬合金的潜力和作用。结果还表明，使用硬合金可以大幅度提高模具的耐磨性和使用寿命。
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