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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(zhǔn)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(xì)探討了幾種提高其使用壽命的方法.
3 m) R" e" Q! |: W) z 我國加入WTO后的新形式,模具行業(yè)從總體上來看,機(jī)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(dá)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.
$ y9 O; j, k) e( C6 z 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(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。
f2 X7 T# u8 N# ?- p: X 1,、工作條件與性能要求
5 c8 v. r+ S( M+ M 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,。# c5 \' P7 X" F9 W, A; Q
1.1 壓鑄模具的工作條件
0 |0 E2 I0 Q1 @' v& U (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,。/ @6 M% D) b# w- T
(2)工作時,經(jīng)常與300℃~1000℃的熔融金屬接觸,,且不斷地反復(fù)加熱和冷卻,,沿截面溫度梯度很大。
9 s# v3 ?4 S2 R; K1 z3 H (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(yán)重地磨損,。
! j* j; a; b, V' L w, { (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(xué)變化而腐蝕模面,。* L1 M% f2 n+ O% j' f' [ |
1.2 壓鑄模其他性能要求
+ z) y1 b; r# P) J 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:4 S9 w# V/ i9 A6 z* J7 |4 T
(1)較大的高溫強(qiáng)度與韌度 h4 k' x- J D, O I
壓鑄模具受到熔融金屬注入時的高溫、高壓和熱應(yīng)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(yīng)具有足夠的高溫強(qiáng)度與韌度,,以及較高的硬度。7 P, q4 Y( F! @+ H. J$ J/ W
(2)優(yōu)良的高溫耐磨性,、抗氧化性與抗回火穩(wěn)定性% @/ f5 M- `- a! v& x4 p
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(yīng)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(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,。
$ i: I! D2 V# D( W% G (3)良好的熱疲勞性能
$ e! M4 R9 z+ m0 L' z/ J 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)力超過模具材料的彈性極限時,,就發(fā)生反復(fù)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(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,。
5 \: r8 \0 R# i1 P (4)高的耐熔融損傷性
! `7 G. i7 |0 d6 T 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!⒌瘜拥缺Wo(hù)層,,而不存在脫碳層,。
- n; j/ u8 ], D8 q' J (5)淬透性好、熱處理變形小- Q C8 `5 I0 D1 J1 d# p
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,,這點對于尺寸大的模具尤為重要。
4 t2 \- A& m2 p) f (6)較好的被削性與磨削性
3 i' F$ K w& W+ H9 F* B2 g 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(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,。再加堅硬的碳化物,,一般切削困難。+ ?* e5 O* \- @, U" L- q8 W
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(yīng)具有較好拋光性能。6 }$ K5 j+ M9 F" L7 h/ ~3 q* b
(7)材料內(nèi)部組織均勻無缺陷
) X, i) h8 g- c8 u0 g 模具材料的組織應(yīng)均勻,、無缺陷,、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。
* e( U' S4 ^' E9 V! x7 U; k% O5 a5 l 2,、壓鑄模材料的選用原則0 C/ c9 E8 t' b C2 \
經(jīng)上述分析及介紹可知,,壓鑄模材料的選用原則是:- ~+ t0 |' s% t5 R% k1 I+ A
第一 能滿足被壓鑄材料工作條件的要求,一般按表3選用,。( X5 F- g! ~& [( z% w, I+ `
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,。
. {* R: Q: Q- {" r/ V3 R0 y- D; q 第三 按鋼材的供應(yīng)條件,,應(yīng)優(yōu)先采用我國自產(chǎn),并且冶金質(zhì)量穩(wěn)定的鋼材,。/ z& w1 n8 l. q. B
第四 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的鋼種,。
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