歡迎來(lái)到上海鼎亞精密機(jī)械設(shè)備有限公司官方網(wǎng)站! 收藏本站| 關(guān)于鼎亞| 炮塔銑床調(diào)試維修視頻
全國(guó)統(tǒng)一熱線(xiàn)
400-000-7705
熱門(mén)關(guān)鍵詞:
當(dāng)前位置:首頁(yè)>>鼎亞動(dòng)態(tài)>>常見(jiàn)問(wèn)題壓鑄模具鋼的選用及提高壽命方法

壓鑄模具鋼的選用及提高壽命方法

文章出處: 人氣:5032 發(fā)表時(shí)間:2021-06-29 16:13:39

 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(duì)、工藝不正確或操作不當(dāng),造成低的高溫強(qiáng)度與韌度、差的高溫耐磨性、低的耐熔融損傷性等,嚴(yán)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(wèn)題之一,這對(duì)提高模具的產(chǎn)品質(zhì)量、延長(zhǎng)使用壽命具有十分重要的意義。

  1 工作條件與性能要求

  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(duì)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(diǎn)不同,對(duì)模具性能要求也不完全相同。

  1.1 壓鑄模具的工作條件

  (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。

  (2)工作時(shí),經(jīng)常與300℃~1000℃的熔融金屬接觸,不同壓鑄合金的澆注溫度見(jiàn)表1。且不斷地反復(fù)加熱和冷卻,沿截面溫度梯度很大。

  (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(shí),會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重地磨損。

  (4)型腔在液態(tài)金屬?zèng)_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(xué)變化而腐蝕模面。

  1.2 壓鑄模其他性能要求

  壓力鑄造可以鑄出形狀復(fù)雜、精度高、表面粗糙度小并且具有良好地力學(xué)性能的零件。所以,壓鑄模具應(yīng)具有如下的性能要求:

  (1)較大的高溫強(qiáng)度與韌度

  壓鑄模具受到熔融金屬注入時(shí)的高溫、高壓和熱應(yīng)力作用,容易發(fā)生變形,甚至開(kāi)裂。因此,模具材料在工作溫度下應(yīng)具有足夠的高溫強(qiáng)度與韌度,以及較高的硬度。Toolox材料具備高強(qiáng)度,高韌性(極高達(dá)100J以上韌性),高硬度的優(yōu)勢(shì)。Toolox44更是世界上最硬的預(yù)硬工具鋼(HRC45 48)。瑞典皇家工學(xué)院宣稱(chēng)Toolox是高硬度與高韌性完美的結(jié)合。

  (2)優(yōu)良的高溫耐磨性、抗氧化性與抗回火穩(wěn)定性

  高溫熔融金屬高速注入模具和澆鑄后脫模時(shí),均產(chǎn)生較大的摩擦作用,為保證模具長(zhǎng)期使用,模具在工作溫度下應(yīng)均有較高的耐磨性。大量連續(xù)生產(chǎn)的壓鑄模具,長(zhǎng)時(shí)間處于一定溫度作用下,應(yīng)持續(xù)保持其高硬度,而且應(yīng)不粘模及不產(chǎn)生氧化皮。因此,模具還應(yīng)具有良好的抗氧化性與回火穩(wěn)定性。

  (3)良好的熱疲勞性能

  壓鑄模具表面反復(fù)受到高溫加熱與冷卻,不斷膨脹、收縮,產(chǎn)生交變熱應(yīng)力。此應(yīng)力超過(guò)模具材料的彈性極限時(shí),就發(fā)生反復(fù)的塑性變形,引起熱疲勞。同時(shí),模具表面長(zhǎng)時(shí)間受到熔融金屬的腐蝕與氧化,也會(huì)逐漸產(chǎn)生微細(xì)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。

  (4)高的耐熔融損傷性

  隨著壓鑄機(jī)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(yīng)對(duì)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(qiáng)度,較小的對(duì)熔融金屬親和力,模具表明粗糙度要小,并附有適當(dāng)?shù)难趸?、氮化層等保護(hù)層,而不存在脫碳層。

  (5)淬透性好、熱處理變形小

  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(jìn)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(qiáng)度,不易產(chǎn)生熔損與熱疲勞。無(wú)論用哪一種方法進(jìn)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(jìn)行熱處理,要用熱處理變形小的材料,這點(diǎn)對(duì)于尺寸大的模具尤為重要。

  (6)較好的被削性與磨削性

  壓鑄模型腔都經(jīng)切削加工制成,所以模具材料應(yīng)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(jiān)硬的碳化物,一般切削困難。

  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(duì)模具材料也應(yīng)具有較好拋光性能。Toolox的鏡面拋光性能非常好,高達(dá)14000#。

  (7)材料內(nèi)部組織均勻無(wú)缺陷

  模具材料的組織應(yīng)均勻、無(wú)缺陷、方向性少、否則不僅影響模具的裂紋、強(qiáng)度、熱疲勞性能,而且還影響熱處理變形。

  2 壓鑄模材料的選用原則

  經(jīng)上述分析及介紹可知,壓鑄模材料的選用原則是:

  第一能滿(mǎn)足被壓鑄材料工作條件的要求。

  第二根據(jù)被壓鑄零件的大小來(lái)決定模具尺寸,并考慮到生產(chǎn)批量。

  第三大、中型精密壓鑄模具,應(yīng)選用加工工藝性能好、使用性能可靠和壽命長(zhǎng)的鋼種。

  3 提高模具壽命方法

#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  隨著現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步,積極推廣應(yīng)用新技術(shù),是進(jìn)一步提高模具壽命的重要手段。較成熟的提高模具壽命的新工藝有模具整體強(qiáng)韌化處理及模具表面強(qiáng)化處理兩大類(lèi)。

  3.1 整體強(qiáng)韌化處理

  3Cr2W8V模具鋼使用較廣,常規(guī)熱處理工藝為1050℃~1100℃淬火,550℃~620℃回火,硬度一般為45 HRC~50HRC,使用中常出現(xiàn)早期斷裂現(xiàn)象,模具壽命往往是較低的。如改用高溫淬火和高溫回火新工藝,即1150℃高溫淬火,640℃~680℃高溫回火,硬度為40HRC左右,得到回火索氏體組織。這樣,硬度雖然降低了些,但由于耐熱疲勞性及斷裂韌度大大提高,使用中避免了斷裂現(xiàn)象的發(fā)生,使用壽命顯著延長(zhǎng)。若將回火溫度控制在620℃~640℃,硬度保持43HRC左右,對(duì)一些凸模形狀可以延緩產(chǎn)生塌陷時(shí)間。

  3.2 表面強(qiáng)化處理

  近幾年來(lái),隨著工業(yè)的發(fā)展,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益嚴(yán)格,因而對(duì)模具的要求也越來(lái)越高。特別是精密壓鑄模具,除要求有很高的力學(xué)性能,還要求變形量很小,熱處理后基本不再加工。下面介紹了三種常用的模具表面強(qiáng)化處理:

  (1)模具氣體軟氮化

  氣體軟氮化是一項(xiàng)新的化學(xué)熱處理工藝,它是由液體軟氮化發(fā)展起來(lái)的。這項(xiàng)工藝是在井式爐中使用尿素、甲酸胺、三乙醇胺等有機(jī)化合物作為滲劑,或通入氨加滲碳性氣體等添加物進(jìn)行氮化處理。

  氣體軟氮化工藝除具有液體軟氮化處理溫度低、時(shí)間短、變形小、不受鋼種限制,處理后能顯著提高模具型腔的耐磨性、疲勞性、抗咬合及擦傷等性能外,還解決了液體軟氮化的毒性問(wèn)題,具有勞動(dòng)條件好,氮化質(zhì)量穩(wěn)定,工藝操作方便等特點(diǎn)。

  (2)模具離子氮化

  離子氮化是提高模具零件耐磨性、疲勞強(qiáng)度、抗蝕性德一種新德化學(xué)熱處理工藝,生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí),應(yīng)用在壓鑄模具上效果良好。

  (3)模具滲鉻

  壓鑄模滲鉻可提高型腔表明硬度(HV1300以上)、耐磨性、耐蝕性、疲勞強(qiáng)度和抗高溫氧化性。對(duì)承受強(qiáng)烈磨損的模具,可顯著提高使用壽命。

  模具滲鉻時(shí),加熱到950℃~1100℃,保溫5h~10h即可形成一層結(jié)合牢固的滲鉻層。滲鉻層厚度一般較小,不影響模具型腔的尺寸。

  例如,某廠對(duì)壓鑄件的一般形狀及尺寸來(lái)說(shuō),鋁合金壓鑄磨3Cr2W8V,經(jīng)滲鉻后的使用壽命可提高10倍左右。

  4結(jié)束語(yǔ)

  壓鑄模的工作條件極為復(fù)雜和惡劣,一副模具在使用過(guò)程中往往交織著多種損傷現(xiàn)象,這些損傷相互作用、相互促進(jìn),最后以一種或多種形式失效。所以,在選用模具鋼時(shí),應(yīng)認(rèn)真細(xì)致地進(jìn)行探討及分析,從而采用提高壓鑄模使用壽命地最佳措施,這將對(duì)降低生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要地現(xiàn)實(shí)意義。

機(jī)械加工訂單 機(jī)械加工報(bào)價(jià) 訂單

此文關(guān)鍵字:壓鑄,模具鋼,選用,提高,壽命,方法
首頁(yè)| 加工中心| 高速鉆攻中心| 數(shù)控銑床| 龍門(mén)加工中心| 產(chǎn)品中心| 網(wǎng)站地圖| 關(guān)于鼎亞|