进步压铸模具寿命的途径（中）

性格最爱 · 发表于 2012-12-19 14:48

进步压铸模具寿命的途径（中）
　　3.4精心设计模具的构造
　　模具设计的内容极为丰厚，可以从铸件的构造工艺性分析着手。由于铸件构造设计上的不合理，招致模具中存在着细薄的截面，成为断裂的根源。斜度值的不合理，惹起抽芯，开模或取件时的擦伤。型腔壁面接壤处的倒角，稍有疏漏，构成应力集中裂纹。浇注系统的设计中，在流向、截面积、压射速度等控制不当，构成对型壁或型芯的冲蚀。金属液进入型腔后构成的涡流，由于涡心局部的流速为无量大，对模面起到剧烈的镂蚀作用，构成局部拉毛，模具的刚度缺乏，由于片面地强调理约钢材，招致早期变形或断裂的情况，时有发作。在各构件配合精度等级如选用不当，或者是由于有余隙的存在，惹起导热率的降落，过早地产生热疲倦，或者是由于装配尺寸过紧，构成予应力，压铸过程中模具呈现爆
　　裂。在现代的模具构造中已思索采用快速顶出机构，在这里，一方面固然是为了进步消费效率的需求。但是从另一个角度来看，也是为了减少铸件的留模时问，为卸除模具材料的热载荷而设计的。
　　3.5合金熔炼，保温过程中的有关控制
　　模具型面在高速金属流的冲刷下，产生热冲蚀。但凡呈现冲蚀的部位，都会使铸件的尺寸精度和外表光亮度有所降落，致使于使该处与铸件咬合，影响顺利出模。为此，控制温度参数，其中包括合金温度的控制以及控制模具不断处于热平衡状态，至关重要。此外合金中的气体问题，在压铸这样一个高速、高压充型特定的环境下，随着金属液流的喷溅而产生爆裂，呈现了对模具的气蚀问题，在型面上留下麻点，在这方面应予以注重。为此对合金停止精炼除气，一方面乃是出于净化合金液的需求，而在防止产生气蚀作用，防止模面上构成麻点也是有益的。此外，合金中含铁量的控制，关于防止粘模至关重要。但根据Al-Fe相图可知，铝在600℃左右，容易溶入铁中构成固溶体，容易粘附于模面上，使铸件的外表质量降落。严重时，在模面构成脆性的铁铝化合物，成为裂纹源。在这个问题上，除了涂料能起到一局部作用外，合金中适宜的含铁量的控制，值得留意。过高的含铁量可用铝来调整，与铝的比例可按10:2来处置，过低的含铁量，要采用增铁的措施来处理。
　　3．6采用最佳模具热处置标准
　　作为压铸模具的材料必需具有较高的热强性和回火稳定性，这样才有可能获得高的热疲倦抗力和耐磨性。作为铝合金压铸用的模具材料，当前比拟适用的仍是属于国内最为普遍采用的钨系高热强模具钢3Cr2W8V钢。其锻造性能好，在机械加工性能及热处置工艺性能上也较佳。关于3Cr2W8V钢，由于热处置工艺不当，在寿命问题上常常会呈现大起大落的现象。其中以淬火与回火的工艺，特别请求严厉控制，直接影响到模具热疲倦抗力，热强性和回火抗力。
　　目前大局部工厂对压铸模所取的淬火温度为1050-1100℃，进一步进步淬火温度的呼声很高，但是也其有利害。众所周知，随着淬火温度的进步，其有利方面如下：
　　1)更多的碳化物溶入奥氏体，将使淬火后的马氏体具有较高的回火稳定性，热强度，耐磨性和耐疲倦性能也均相应地进步；
　　2)一定程度上减少碳化物带状偏析，减轻了剩余碳化物对基体的切割作用。也改善了材料性能上的方向性，并使剩余碳化物变得更少、小、匀和圆态，进步强韧性。
　　3)使板条马氏体数量增加，进步强韧性，降低裂纹的扩展速度。
　　但是有其不利的一面：
　　1)晶粒粗化，使模具韧性降落。如奥氏体化温度为10500C时，晶粒度等级9^-10级，奥氏体化温度为11500C时，晶粒度等级为2飞级。
　　2)模具更易变形。
　　3)模具外表更易氧化脱碳。
　　权衡利害，个人以为，对压铸模来说，其主要失效方式是热疲倦和热冲蚀，因此高温强度，硬度和回火抗力比韧性更为重要，进步淬火温度将可进一步发挥3Cr2W8V钢作为压铸模材料的潜力，至于模具的变形和氧化脱碳，可经过相应的措施予以处理。例如在淬火加热时采用两次予热，其中第二次予热温度取850^-870℃，略低于最后淬火温度，其目的是减少模具到温的时间差，缩短高温保温时间，以减轻由于高温加热而带来的弊端；又如采用二次分级淬火或等温淬火，则可减少变形：其他如加强盐浴脱氧或在有维护性气氛的箱式炉中加热，可防止氧化脱碳等。
　　由于3Cr2W8V钢的成分在允许范围内有动摇，理论上应有其最佳淬火温度。当采用较高淬火温度时，其最好的含碳量在规则含量的下限；而其含钨量在规则含量的上限，这样可使淬火后仍能获得较细的晶粒。回火温度的选择：通常以为回火到硬度HRC47-48有最好的抗热疲倦性，但该回火温度必需高于模具运用温度30^-500C，否则在运用过程中会再次呈现回火现象。
　　淬火温度愈高，回火温度也应相应地进步，才干发挥进步淬火温度的效果。如淬火温度为1050~10750C时，回火温度为560-6000C；淬火温度为1100、1150℃时，回火温度应取600~6500C。回火次数关于铝合金模具为两次到三次，关于铜合金模具则为三次，以消弭残留奥氏体，防止在运用过程中由于残留奥氏体转变为马氏体而惹起内应力，严重地影响模具的寿命。
　　3．7模具高能量密度外表强化处置
　　高能量密度外表强化是材料外表施加极高的能量，使之发作物理化学变化，以到达强化的目的。其主要特性是：工序简单，过程疾速，零件变形小，消费效率高。其中以采用电火花外表强化工艺乃是一项减少外表冲蚀，防止金属与模面咬合，进步运用寿命的有效途径之一。其原理系应用脉冲电路的充分放电原理，将硬质合金制成的电极(Y68)，接通电源的正极，金属工件接通电源的负极，二者在空气中作周期性地接触，惹起气隙放电，构成火花与高温。在高温作用下，碳化钨从电极上升华释放，在工件的外表产生并完成一系列包括：重熔，沉识，扩散、化合及淬硬的过程，使被涂复的工件外表构成一层成分均匀，构造致密，高硬度的碳化钨堆积层．其外表硬度到达HV1100-1400。强化层与基体别离结实，耐冲击，不剥落。强化处置时，工件处予冷·态，放电点极小，时间短，无退火及变形。经强化后的模具，无论在耐热性，耐蚀性，红硬性及耐磨1生方面，都有很好的效果。
　　国外呈现的一种氧氮外表扩散法即模具在真空下，在5400C温度下加热4小时，并通入氨气，接着添加丙烷及二氧化碳，直到构成0.03毫米深度的氧化铁，氮化铁及碳化铁为止，经600℃温度处置后，其外表硬度到达HV750。在氮化处置方面，以气体软氮化为最好，经处置后的模具有较高的外表硬度，耐磨性及冲击韧性。其化合层致密，为单相￡相，进步了模具抗擦伤，抗咬合，抗粘模和耐腐蚀才能。此外气体软氮化的消费周期短，易返修、设备简单、操作便当。关于3Cr2W8V钢铝压铸模具的外表强化较为适宜，其最佳工琶如下：50%甲醇写50％氨，在5800C加热渗氮，保温4.5小时软氮化后油冷。

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