制造压铸模的选材及应用技巧

大老虎

制造压铸模的选材及应用技巧
! m$ O+ j; `+ K% A影响压铸模运用寿命的要素很多,除了选择正确工艺及合理操作外,其材料的精确选用也至关重要.本文不但对压铸模合理选材做了阐述,还细致讨论了几种进步其运用寿命的方法.
　　我国参加WTO后的新方式,模具行业从总体上来看,机遇要大于应战.这主要是我国模具价钱要比许多工业兴旺国度低,有的致使只是国外价钱的1/3～1/5,因此在国际市场上有一定的竞争优势.
　　从材料可知,在全部模具中,其模具用量的次序是塑料模具、冷冲压模、铸造模具、锻造模具等等。但是，由于选材不对、工艺不正确或操作不当，构成低的高温强度与韧度、差的高温耐磨性、低的耐熔融损伤性等，严重影响了模具运用寿命。所以，除了选择正确工艺及合理操作以外，压铸模材料的选用也是重要问题之一，这对进步模具的产质量量、延长运用寿命具有非常重要的意义。
! I4 z! ]/ X4 [8 N　　1、工作条件与性能请求
　　压铸模是完成压力铸造消费的根本工具,是在高压150MPa～500MPa下将高温1000℃熔融金属压铸成形，加工对象有铅、锌、铝、镁、铜及其它合金等。由于这些金属及合金的熔点不同，对模具性能请求也不完好相同。
　　1.1压铸模具的工作条件
( `( |7 J1 N* `. G　　(1)与其他模具相比，压铸模具的工作条件非常恶劣，因不同被压铸的金属，要承受150MPa～500MPa很高压力的作用。
　　(2)工作时，经常与300℃～1000℃的熔融金属接触，且不时地反复加热和冷却，沿截面温度梯度很大。
, E0 b# f. e7 E7 z　　(3)模具工作型腔收到150m/s～70m/s高速注入地熔融金属接触时，会产生严重地磨损。
　　(4)型腔在液态金属冲刷和浸蚀作用下，易使金属粘着在模具型腔外表上(特别是铝合金更为突出)，致使渗入模面或与模面金属发作化学变化而腐蚀模面。
5 T) x' B' C0 q1 {( N6 _* O　　1.2压铸模其他性能请求
5 t6 |5 P7 }& j4 Y' y　　压力铸造可以铸出外形复杂、精度高、外表粗糙度小并且具有良好地力学性能的零件。所以，压铸模具应具有如下的性能请求：
　　(1)较大的高温强度与韧度
　　压铸模具遭到熔融金属注入时的高温、高压和热应力作用，容易发作变形，致使开裂。因此，模具材料在工作温度下应具有足够的高温强度与韧度，以及较高的硬度。
7 b5 q& J8 m  e8 Y5 g# X# O　　(2)优秀的高温耐磨性、抗氧化性与抗回火稳定性
: i( a% }2 C; Z9 T　　高温熔融金属高速注入模具和浇铸后脱模时，均产生较大的摩擦作用，为保证模具长期运用，模具在工作温度下应均有较高的耐磨性。大量连续消费的压铸模具，长时间处于一定温度作用下，应持续坚持其高硬度，而且应不粘模及不产生氧化皮。因此，模具还应具有良好的抗氧化性与回火稳定性。
　　(3)良好的热疲倦性能
　　压铸模具外表反复遭到高温加热与冷却，不时收缩、收缩，产生交变热应力。此应力超越模具材料的弹性极限时，就发作反复的塑性变形，惹起热疲倦。同事，模具外表长时间遭到熔融金属的腐蚀与氧化，也会逐渐产生微细裂纹，大多数情况下，热疲倦是决议压铸模具寿命的最重要要素。
　　(4)高的耐熔融损伤性
　　随着压铸机的大型化，压铸压力也在增大，已从低压的20～30MPa，进步到高压150～500MPa。高温高压浇铸可产生明显的熔融损伤，模具应对此具有较大的抵御力。为此，模具材料必需具有较大的高温强度，较小的对熔融金属亲和力，模具标明粗糙度要小，并附有恰当的氧化模、氮化层等维护层，而不存在脱碳层。
　　(5)淬透性好、热处置变形小
　　普通压铸模具的制造方法是将退火状态的模具材料雕琢型腔，然后热处置，得到所需求的硬度，或将模具材料先停止热处置，得到需求的硬度，再雕琢型腔。先雕琢型腔后热处置的制造方法，有高的硬度和强度，不易产生熔损与热疲倦。无论用哪一种方法停止热处置，得到均一的硬度是必要的，所以请求淬透性好，特别是先雕琢型腔后停止热处置，要用热处置变形小的材料，这点关于尺寸大的模具尤为重要。
　　(6)较好的被削性与磨削性
6 T8 v  _5 u. n# j　　压铸模型腔都经切削加工制成，所以模具材料应具有较好的被削性。必需指出，耐磨性好的材料，其被削性普通较差。许多模具钢就是如此，虽在退火状态，其基体局部还是较硬。再加坚硬的碳化物，普通切削困难。
4 X# ?" }/ l8 M9 a4 H" `　　为获得较光滑的压铸件，请求模具型腔外表的粗糙度值小，所以对模具材料也应具有较好抛光性能。
　　(7)材料内部组织均匀无缺陷
) v0 p$ {) c& [. m8 \8 ^　　模具材料的组织应均匀、无缺陷、方向性少、否则不只影响模具的裂纹、强度、热疲倦性能，而且还影响热处置变形。
　　2、压铸模材料的选用准绳
  P+ V0 S8 a% b　　经上述分析及引见可知，压铸模材料的选用准绳是：
3 s8 T) ]# I: O: |7 i; B" A& t7 P　　第一能满足被压铸材料工作条件的请求，普通按表3选用。
　　第二根据被压铸零件的大小来决议模具尺寸，并思索到消费批量，参见表3。
　　第三按钢材的供应条件，应优先采用我国自产，并且冶金质量稳定的钢材。
; w6 `# R, B7 x* e0 x　　第四大、中型精细压铸模具，应选用加工工艺性能好、运用性能可靠和寿命长的钢种。
　　3、进步模具寿命方法
% l; s# U& D6 F7 e  S6 y　　随着现代技术的进步，积极推行应用新技术，是进一步进步模具寿命的重要手腕。较成熟的进步模具寿命的新工艺有模具整体强韧化处置及模具外表强化处置两大类。
　　3.1整体强韧化处置
1 G9 O$ ]. Z, l7 B　　3Cr2W8V模具钢运用较广，常规热处置工艺为1050℃～1100℃淬火，550℃～620℃回火，硬度普通为45HRC～50HRC，运用中常呈现早期断裂现象，模具寿命常常是较低的。如改用高温淬火和高温回火新工艺，即1150℃高温淬火，640℃～680℃高温回火，硬度为40HRC左右，得到回火索氏体组织。这样，硬度固然降低了些，但由于耐热疲倦性及断裂韧度大大进步，运用中防止了断裂现象的发作，运用寿命显著延长。若将回火温度控制在620℃～640℃，硬度坚持43HRC左右，对一些凸模外形可以延缓产生塌陷时间。
' G/ h8 t" n/ t8 M　　3.2外表强化处置
4 {* t1 A2 {. \7 c% K　　近几年来，随着工业的开展，对产质量量的请求日益严厉，因此对模具的请求也越来越高。特别是精细压铸模具，除请求有很高的力学性能，还请求变形量很小，热处置后根本不再加工。下面引见了三种常用的模具外表强化处置：
　　(1)模具气体软氮化
8 h; B! y4 a8 k) }　　气体软氮化是一项新的化学热处置工艺，它是由液体软氮化开展起来的。这项工艺是在井式炉中运用尿素、甲酸胺、三乙醇胺等有机化合物作为渗剂，或通入氨加渗碳性气体等添加物停止氮化处置。
/ {* N; e! e, L2 R; ^( E+ Z　　气体软氮化工艺除具有液体软氮化处置温度低、时间短、变形小、不受钢种限制，处置后能显著进步模具型腔的耐磨性、疲倦性、抗咬合及擦伤等性能外，还处理了液体软氮化的毒性问题，具有劳动条件好，氮化质量稳定，工艺操作便当等有点。
　　3Cr2W8V压铸模径气体软氮化标明强化处置后，普通能进步2～10倍，取决于被压铸德零件材料、外形及尺寸。
　　(2)模具离子氮化
　　离子氮化是进步模具零件耐磨性、疲倦强度、抗蚀性德一种新德化学热处置工艺，消费理论证明，应用在压铸模具上效果良好。
9 b9 z0 H0 V8 s% T& ^' ?/ q　　(3)模具渗铬
　　压铸模渗铬可进步型腔标明硬度(HV1300以上)、耐磨性、耐蚀性、疲倦强度和抗高温氧化性。对承受剧烈磨损的模具，可显著进步运用寿命。
　　模具渗铬时，加热到950℃～1100℃，保温5h～10h即可构成一层别离结实的渗铬层。渗铬层厚度普通较小，不影响模具型腔的尺寸。
　　例如，某厂对压铸件的普通外形及尺寸来说，铝合金压铸磨3Cr2W8V，经渗铬后的运用寿命可进步10倍左右。
0 P/ K5 r0 O+ _5 L- p: v) X" n　　总之，压铸模的工作条件极为复杂和恶劣，一副模具在运用过程中常常交织着多种损伤现象，这些损伤互相作用、互相促进，最后以一种或多种方式失效。所以，在选用模具钢时，应认真细致地停止讨论及分析，从而采用进步压铸模运用寿命地最佳措施，这将对降低消费本钱进步经济效益具有重要地理想意义。

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