影響壓鑄模使用壽命的因素很多,除了選擇正確工藝及合理操作外,其材料的準確選用也至關(guān)重要.本文不但對壓鑄模合理選材做了闡述,還詳細探討了幾種提高其使用壽命的方法. - H7 B9 ~' g) v8 O
我國加入WTO后的新形式,模具行業(yè)從總體上來看,機遇要大于挑戰(zhàn).這主要是我國模具價格要比許多工業(yè)發(fā)達國家低,有的甚至只是國外價格的1/3～1/5,因此在國際市場上有一定的競爭優(yōu)勢.
, d0 F! z9 G6 g' G# Y$ Y 從資料可知,在全部模具中,其模具用量的次序是塑料模具、冷沖壓模、鑄造模具、鍛造模具等等。但是，由于選材不對、工藝不正確或操作不當，造成低的高溫強度與韌度、差的高溫耐磨性、低的耐熔融損傷性等，嚴重影響了模具使用壽命。所以，除了選擇正確工藝及合理操作以外，壓鑄模材料的選用也是重要問題之一，這對提高模具的產(chǎn)品質(zhì)量、延長使用壽命具有十分重要的意義。
k( a8 F5 i- u2 c2 i8 A1 K 1、工作條件與性能要求! w9 }) A" ~! ?( J4 A3 O; }
壓鑄模是完成壓力鑄造生產(chǎn)的基本工具,是在高壓150MPa～500MPa下將高溫1000℃熔融金屬壓鑄成形，加工對象有鉛、鋅、鋁、鎂、銅及其它合金等。由于這些金屬及合金的熔點不同，對模具性能要求也不完全相同。
- y1 D' l' L" z" [: n, L 1.1 壓鑄模具的工作條件
5 o3 u/ a' D9 E+ A (1)與其他模具相比，壓鑄模具的工作條件十分惡劣，因不同被壓鑄的金屬，要承受150MPa～500MPa很高壓力的作用。7 v/ x% e( s0 I& N: ^; E
(2)工作時，經(jīng)常與300℃～1000℃的熔融金屬接觸，且不斷地反復加熱和冷卻，沿截面溫度梯度很大。
, w3 H% c1 D: ~& x' `/ L (3)模具工作型腔收到150m/s～70m/s高速注入地熔融金屬接觸時，會產(chǎn)生嚴重地磨損。- b2 z+ z# T% `5 S5 U4 ]( v+ N
(4)型腔在液態(tài)金屬沖刷和浸蝕作用下，易使金屬粘著在模具型腔表面上(尤其是鋁合金更為突出)，甚至滲入模面或與模面金屬發(fā)生化學變化而腐蝕模面。( n9 O. Z' I }6 M
1.2 壓鑄模其他性能要求 B+ b0 \& W$ \/ ]1 D' c
壓力鑄造可以鑄出形狀復雜、精度高、表面粗糙度小并且具有良好地力學性能的零件。所以，壓鑄模具應具有如下的性能要求：' K& d5 _% U8 n
(1)較大的高溫強度與韌度& y. Q1 ?: |4 h k! i4 Y
壓鑄模具受到熔融金屬注入時的高溫、高壓和熱應力作用，容易發(fā)生變形，甚至開裂。因此，模具材料在工作溫度下應具有足夠的高溫強度與韌度，以及較高的硬度。% U) F8 h+ y& W' V
(2)優(yōu)良的高溫耐磨性、抗氧化性與抗回火穩(wěn)定性9 d0 n {! H" ?. Z; s
高溫熔融金屬高速注入模具和澆鑄后脫模時，均產(chǎn)生較大的摩擦作用，為保證模具長期使用，模具在工作溫度下應均有較高的耐磨性。大量連續(xù)生產(chǎn)的壓鑄模具，長時間處于一定溫度作用下，應持續(xù)保持其高硬度，而且應不粘模及不產(chǎn)生氧化皮。因此，模具還應具有良好的抗氧化性與回火穩(wěn)定性。, s k' h; {7 u
(3)良好的熱疲勞性能
7 u0 `" S' ^7 j( N& a% x 壓鑄模具表面反復受到高溫加熱與冷卻，不斷膨脹、收縮，產(chǎn)生交變熱應力。此應力超過模具材料的彈性極限時，就發(fā)生反復的塑性變形，引起熱疲勞。同事，模具表面長時間受到熔融金屬的腐蝕與氧化，也會逐漸產(chǎn)生微細裂紋，大多數(shù)情況下，熱疲勞是決定壓鑄模具壽命的最重要因素。
E# a7 l# X4 U6 f (4)高的耐熔融損傷性
! _5 z8 U' W2 O 隨著壓鑄機的大型化，壓鑄壓力也在增大，已從低壓的20～30MPa，提高到高壓150～500MPa。高溫高壓澆鑄可產(chǎn)生明顯的熔融損傷，模具應對此具有較大的抵抗力。為此，模具材料必須具有較大的高溫強度，較小的對熔融金屬親和力，模具表明粗糙度要小，并附有適當?shù)难趸！⒌瘜拥缺Ｗo層，而不存在脫碳層。& K3 }$ X* H# \0 B0 a6 B
(5)淬透性好、熱處理變形小
4 L. A3 x6 c; H1 ^: b) p% r7 l. E, r 一般壓鑄模具的制造方法是將退火狀態(tài)的模具材料雕刻型腔，然后熱處理，得到所需要的硬度，或?qū)⒛＞卟牧舷冗M行熱處理，得到需要的硬度，再雕刻型腔。先雕刻型腔后熱處理的制造方法，有高的硬度和強度，不易產(chǎn)生熔損與熱疲勞。無論用哪一種方法進行熱處理，得到均一的硬度是必要的，所以要求淬透性好，特別是先雕刻型腔后進行熱處理，要用熱處理變形小的材料，這點對于尺寸大的模具尤為重要。( c8 M+ P" Z) U9 ^0 p
(6)較好的被削性與磨削性& R, H' m2 l- f p+ s
壓鑄模型腔都經(jīng)切削加工制成，http://www.mouldu.com，所以模具材料應具有較好的被削性。必須指出，耐磨性好的材料，其被削性一般較差。許多模具鋼就是如此，雖在退火狀態(tài)，其基體部分還是較硬。再加堅硬的碳化物，一般切削困難。
+ j. x& U$ G3 a* ~. A9 | 為獲得較光滑的壓鑄件，要求模具型腔表面的粗糙度值小，所以對模具材料也應具有較好拋光性能。
4 j+ \. @: _2 f" A" `1 g (7)材料內(nèi)部組織均勻無缺陷' Z1 z+ `8 @7 W; F2 _
模具材料的組織應均勻、無缺陷、方向性少、否則不僅影響模具的裂紋、強度、熱疲勞性能，而且還影響熱處理變形。) T" A a9 s) h% M$ ~7 ?5 i
2、壓鑄模材料的選用原則% L R1 q! ~* r
經(jīng)上述分析及介紹可知，壓鑄模材料的選用原則是：
2 r9 G' S" L& b' E# k _! d2 d 第一 能滿足被壓鑄材料工作條件的要求，一般按表3選用。7 S: Q% ~& l+ [$ s' C8 h9 M- \
第二 根據(jù)被壓鑄零件的大小來決定模具尺寸，并考慮到生產(chǎn)批量，參見表3。
% i. l8 k$ R$ j7 A& {, v. Q4 k0 \ 第三 按鋼材的供應條件，應優(yōu)先采用我國自產(chǎn)，并且冶金質(zhì)量穩(wěn)定的鋼材。
/ |; D1 ~% I2 z* {2 j 第四 大、中型精密壓鑄模具，應選用加工工藝性能好、使用性能可靠和壽命長的鋼種。, T% v: i' e Y
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發(fā)表于 2011-12-1 10:29:15
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