提高压铸模具寿命的途径（上）

来源：塑胶五金网发布时间：2014-05-29 09:14:21点击率：

　　模具是一种重要的工艺装备，其使用性能的好坏，寿命的高低，直接影响一个企业产品的质量，更新换代的速度，技术经济效益和产品在市场上的竞争能力。因此，世界各国都在不断地研究着使模具达到强韧化的工艺和技术，缩短模具的制造周期，提高模具的加工质量，延长模具的使用寿命诸方向上去努力。

　　根据有关资料，我国目前每年约消耗10万吨模具钢，其中属于合金钢的模具约6万吨，每年模具产值约20亿元，这是一个相当可观的数字。但是，我们的现状是，选材不当，工艺落后，使用不合理，管理水平低，远远不能适应当前生产发展形势的需要。近年来，随着压铸技术水平的提高，高效率，高性能压铸机的出现，己使压铸生产由单机自动化，转向于多道工序联动操作，组成平行作业流水生产线。在这种形势下，如果由于模具寿命配合不上，就不可能协调一致地组织好生产进程，难以发挥压铸机生产效率高的大优势，达不到的经济效益，甚至带来巨大的损失。因此模具的寿命问题，已成为各种矛盾的焦点。为此，各国的压铸工作者，也包括各种工种的工程技术人员在内，不遗余力地通过各种渠道，为延长模具寿命，作出不懈的努力，也取得不少成果和经验，值得我们学习和借鉴。

　　1模具使用寿命的基本概念

　　模具由于受到了磨损，冲蚀、腐蚀及热疲劳等原因而导致变形、破裂、粘着、龟裂，在铸件上形成毛刺、飞边、脱皮、伤痕、划痕、粗糙以及尺寸偏差等现象后，不能再进行修复而在报废之前，所加工出来的零件数量，称为模具的使用寿命。对于模具本身来说，有其正常的寿命水准，如果一付模具，通过精心设计，注意维护保养，正常使用的条件下，达到了国内外相比的相对寿命指标以后，出现的破坏，则属于正常的寿命范畴。如果是早期失效，则说明了现有的材料和工艺的潜力未能得到充分地发挥，应该引起我们足够的重视，从多方面去查找原因，寻找对策。提高模具寿命是一项多因素复杂的综合性问题，随着科学技术的进步，人们对事物规律性认识的提高，其寿命指标还可向着更高的目标推进。

　　2影响模具寿命的因素

　　影响模具寿命的因素众多，既有外因也有内因，外因指的是模具工作时的外界环境，其中包括：工作条件，设备条件，使用过程中的维护、保养，被加工零件的材料，壁厚、尺寸，形状等等。内因所指的是：模具本身材质的冶金质量、机械加工工艺规范、热加工工艺制度，其中包括毛坯锻造及热处理以及模具结构的合理性、工艺设计方案的先进性以及配合精度的确切性等等。如果我们对以上所提到的各个方面都处理得当，模具的耐用性会得到确切的保障。

　　3提高模具寿命的基本途径

　　3. 1首先要求冶金部门提供优质钢材

　　模具毛坯在锻造时出现断裂或在淬火时出现工艺缺陷以及使用时降低其承载能力等，都与钢材的冶金质量发生密切的关系。冶金质量内容包括;材质的洁净度;有害元素、气体及非金属夹杂物含量，碳化物的分布均匀及颗粒匀细程度;断口有无孔洞、疏松及白点，成份上是否始终保持稳定一致，达到国家钢材的标准规范等等。当前电渣重熔冶炼方法，对材的冶金质量能起到明显的保证作用。

　　3. 2采用先进的毛坯锻造工艺

　　模具毛坯进行锻造有两种目的：首先是碳化物均匀分布，加热时阻碍奥氏体晶粒的长大，降低钢对过热的敏感性。由于均匀分布的碳化物硬度极高，显著地提高了钢的耐磨性和抗咬合能力，也增强了钢的塑性变形抗力。其次是形成合理的流线分布，使材料在力学性能上以及淬火变形的趋向方面，不会出现明显的差别。如在采用合理的兹造手段以后，能够达到上述予期的目的。

　　当前的多向墩拔的锻造工艺是值得采用的。其主要的特点是在锻造时变形均匀，容易锻透，使碳化物细碎，全面改善了组织。所要注意的是，通常高合金模具钢的导热性较差，塑性低，变形抗力大，锻造温度范围狭窄。如在锻造时加热不足，锻件易碎断或产生内裂纹，冷却不当时，则在锻件中有网状碳化物或冷裂纹的危险。为此，在加热规范中，要求特别重视的是始锻温度及终锻温度。控制始锻温度，主要是为了取得的塑性和获得小的变形抗力。控制终锻温度的上限，是使晶粒不致长大或析出网状碳化物等缺陷;而控制了下限，是为了防止降低塑性，引起锻造裂纹或产生过大的内应力。对于3Cr2W8 V钢，在加热温度为1130~11600C时，始锻于1080~1120 0C，终锻于900-8500C，则较为理想。在冷却规范中，既要防止在Ar或Arm以上，由于冷却速度慢而析出网状碳化物，又要防止冷却速度过快，由于内应力过大，而有形成冷裂纹的危险。

　　此外，对于3Cr2W8V含钨热模钢，为了使锻坯的组织均匀，降低硬度，便于切削加工，则要求退火。在退火工艺上，值得研究的是，如采用Aci以上的持续退火工艺是不足取的，这样有可能形“成稳定的WC及WZC型的碳化物，降低了钢的淬硬性及淬透性。如采用高温退火的软化处理，不仅能得到细小的珠光体，而且带来了操作简便，周期缩短，不易氧化脱碳等优点。高温退火的软化工艺规范为。加热到Aci,(850 0C)，在750一780 0C烧透，保温1012小时，保温终了后随炉温到600 0C后空冷。

　　3.3把好模具材质的初步检验关

　　从生产角度出发，为了方便、迅速，可采用磨火花鉴别法。当前，由于某些管理上的问题，有时会出现钢种的误用，这将为生产带来不可弥补的损失。因此，可进行磨火花作为初检的内容。3Cr2W8V钢的火花。较其他钢种有明显的差别。火束细而短，发出暗色光，无火花爆裂现象，流线呈暗红色，尾部有点状的狐尾花点。其次值得采取超声波探伤，检查出坯料中隐藏的缺陷。其目的一方面是为了防止在锻造过程中，因材质问题达不到锻件的要求而报废，另一方面由于未能查出隐患，在投入大量的加工人工及材料，化费了很长的周期以后，终却功亏一笋。其他检验项目及依据如下：关于疏松可按YB9-68来评定，残留网状碳化物及共晶碳化物的不均匀度，可按GB1299-77来检验。钢材晶粒度的测定法，我国为YB27-64,也可参照美国ASTM112-74,

　　日本JISG0551-77,苏联r OCT5639-650钢材脱碳层深度的测定，只有工503837-76及日本JISG0538-77标准。淬硬层深度的测定，有日本JISG0557-77标准，IS02939-73规定从表面测至HV550 (1 kgf负荷下测量)处，为渗碳有效硬化层深度，其计算公式为：式中：HG—技术条件规定的硬度亘1，直：—分别代表在距离d,，d2处所测硬度的平均值模具表面不应有用肉眼能观察到的折叠及裂纹。在抛光过程中如出现局部麻面或类似砂眼等缺

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