型材挤压模具材料为H13钢，该模具刚投入使用即发生开裂，开裂件约占总数量的一半。对开裂件进行了宏观分析、化学成分分析、硬度分析、金相分析、电子形貌分析和腐蚀产物的能谱分析后认为该模具开裂原因是由于热处理不当所造成的。0、引言开裂的铝合金挤压模具材质为H13钢,刚投入使用即发生开裂，开裂的模具宏观形貌见图1。该模具同批生产的共计50套，开裂的有20多套，其中一部分在使用时开裂，一部分在盐浴氮化过程中开裂。模具正常使用温度为480～500℃，热处理采用井式空气炉加热淬、回火，硬度范围要求为48～51HRC，热处理后进行精加工成型，然后进行盐浴氮化处理，氮化时先于300℃预热，然后于540℃保温2～3小时，结束后空冷30分钟再水冷却。1、理化试验1.1、宏观分析切取模具开裂部位，将裂纹打开，肉眼观察，模具开裂面整体呈黑色，个别区域呈褐色，有氧化腐蚀产物覆盖并存在大量放射纹，放射纹收敛方向指向模具外圆转角部位，为开裂源区，见图2所示，其中颜色较浅、有剪切唇和开裂源区相对的区域为最后断裂区域[1]。1.2、低倍检验从加工该批模具的原材料上切取横向试样，磨削后进行热酸侵蚀试验，按照GB/T1979-2003评级图2进行评定，结果为：一般疏松级别小于1级，未见其它缺陷。1.3、化学成分分析从开裂的模具上取样做化学成分分析，结果见表1，符合技术要求。1.4、硬度检验从开裂的模具上取样做硬度检验，结果为：48.0HRC，47.5HRC，47.5HRC。从模具开裂部位切取横向试样，经镶嵌、磨抛后采用300g载荷于FM-700型显微硬度计上做显微硬度梯度检查，结果见图3，可见离表层约0.1mm的范围显微硬度明显高一些，该现象主要是由于模具采用了盐浴氮处理所致。表1化学成分分析结果(%)铝型材组合模具的设计要点分流比的选择：分流孔的断面积与型材的断面积之比，见公式1，称之为分流比。分流比值越小，挤压变形阻力越大，在保证模具强度的条件下尽量选取较大的。对于生产型材：取10至30；对于生产管材：取5至10。分流孔的选择：分流孔的断面形状有圆形、有巍⑸刃渭耙煨蔚取６杂诟丛佣厦嫘筒亩嗳∩刃魏鸵煨危杂诠懿募巴驳ザ厦嫘筒娜≡残魏脱有汀７至骺椎氖坑卸住⑷住⑺目准岸嗫祝?。对于外形尺寸小，断面形状较对称的，可采用二孔或三孔，外形较大，断面复杂的取四孔或多孔。一般情况下，分流孔数要尽量少，以减少焊缝，增大分流孔的面积，降低挤压力。分流桥的选择：分流桥宽度B从加大分流比，降低挤压力来考虑，可选小些，但从改善金属流动均匀性考虑，选择大点比较合适。一般取B=b+（3至10）mm，制品外形及内腔尺寸大的取下限，B=b+（3至5）mm；反之取上限，B=b+（5至10）mm。Ｂ为型腔宽度。分流桥的截面多采用矩形倒角截面或近似水滴形截面。分流桥的斜度一般取45度，对难挤压的形状取30度，桥底圆角为2至5mm。通常在桥的两端做成桥镦。模芯结构的选择：模芯结构形式分为锥式、锥台式和凸台式三种类型，在模心宽度小于10mm时，多采用锥式。在模具模心宽度在10和20mm之间时，多采用锥台式。在模心宽度大于20mm时，多采用凸台式。焊接室的选择模孔尺寸：焊合室的高度大，有利于金属的焊合，但太高会影响模芯的稳定性。焊合室高度在很大程度上取决于挤压筒直径。若筒径φ115～φ130mm，取h=10～15mm；若筒径φ170～φ200mm，取h=20～25mm；若筒径φ220～φ280mm，取h=30mm；若筒径在φ300mm以上，取h=40mm；焊合室一般采用碟形。为消除死区，取β=5°～10°，R=5～10mm。模孔尺寸：型材外形的模孔尺寸见公式2。型材壁厚模孔尺寸可按公式3计算。对于下列型材，确定壁厚尺寸时，应考虑到型材尺寸。若尺寸大或具有悬臂梁部分挤压时，模具易产生弹塑性变形，面引起制品壁厚尺寸改变小，故应对壁厚模孔进行修正，修正量见图5，工作带宽度尺寸：确定分流组合模的工作带要比确定半模工作带复杂得多，不仅要考虑到型材壁厚差，距中心的远近，面且必须考虑到模孔被分流桥遮蔽的情况。处于分流桥底下的模孔，由于金属流进困难，工作带必须考虑减薄些。在确定工作带时，首先要找出在分流桥下型材壁厚最薄处即金属流动阻力最大的地方，此处的最小工作带定为壁厚的两倍，壁厚较厚或金属容易达到的地方，工作带要适当考虑加厚，一般按一定的比例关系，再加上易流动的修正值。分流组合模的工作带较平模厚些，这对金属的焊合有好处，模孔室刀结构：模孔空刀结构模孔空刀就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。型材壁厚t≥2.0mm时，可采用加工容易的直空刀结构；当t&l