提高压铸模具寿命的途径（下）

来源：塑胶五金网发布时间：2014-05-30 09:17:33点击率：

　　3Cr2W8V钢铝压铸模具的表面强化较为适宜，其工琶如下：50%甲醇写50%氨，在5800C加热渗氮，保温4.5小时软氮化后油冷。

　　3.8采用良好的操作规范

　　操作规范中首要的问题是生产前模具的予热。模具中应力的大小与模具的温度梯度成正比，因此适当地提高予热温度是能够理解的。但是过高的予热温度使型腔的表面接触温度也高，有损材料的屈服强度，对模具的抗热疲劳性能是不利的。此外模具在服役过程中，始终保持处于热平衡状态，己成为提高模具寿命，增加生产效率和保证铸件的致密性方面的重要手段：对于冷却水道的布置以及热油加热、冷却控制设备的应用，首先以测出模具温度场的分布作为依据。采用热电模似法测出等温线的分布规律仍有其实用价值，它是在热电物理现象彼此相似的理论基础上而被采用的。在稳定的条件下，也就是说，在温度场中的温度与电场中的电位不随时间变化的条件下，固体的导热现象与直流电路中导体的导电现象，都可以用同一个拉普拉斯微分方程式描述。根据相似理论，如果两种不同的物理现象，都可以用一个微分方程式描述，并且实现边界条件，几何条件与物理量相似，如电场中的电压、电阻，电流与温度场中的温差、热阻、热流彼此相似，那么就可以在电模型上模拟热原件上的传热现象出来，对生产起到指导性作用。操作过程中的节奏性和连续性，再加上模具温控装置的配合使用，都可为保持模具的热平衡状态创造条件。

　　压铸模在服役期间进行去应力回火处理，使热疲劳裂纹在尚未出现的孕育期内产生应力松弛，成为提高寿命的一项有效的措施。去应力的回火温度取原来的回火温度低3050℃，回火间隔与铸件材料，模具材料及铸件的重量有关，一般应选择在没有出现裂纹之前进行。对于重量为100克的铝合金压铸件，模具在使用25000次以后，就应进行去应力回火;重量为100--500克，为10000次;大于500克为5000次。对于同样重量的铜合金铸件，其间隔分别为3000次，2000次和1000次。

　　涂料的复膜性对保护模具材料起到重要的作用。凡是涂料未能匀复之处，皆有受到侵蚀的危险。美国对于模具表面喷涂时液滴的形式与散布面积的大小作了机理上的探讨，西德也有类似研究工作的报导。他们认为：喷涂到高温度模具上涂料的液滴，会产生高的蒸汽压力，而不易吸附于型面上，引起脱离和溅落，未能充分润湿型面使模具寿命受到影响。根据机理分析，涂料液滴应先成球状与型面接触，然后摊平成椭圆形而增加了接触面积，再进一步铺开成膜，达到均匀复盖的目的。为此要求模具温度不宜超过所谓“润湿温度”范围。其方案是提高喷涂压力，使液滴得到较高的动能，压制了液滴的凝聚现象，达到不致快速汽化的目的。

　　模具在服役过程中定期进行观察与检修，至关重要。在生产中由于支承板及套板的变形，紧固螺栓的松动而导致模具早期破坏的例子也常有所闻。

　　3.9保证模具的加工质量

　　模具在磨削加工过程中由于砂轮的不够锋利，引起摩擦热，会引起表面出现磨削裂纹。此外由于磨削应力的存在，也会降低模具的热疲劳能力。

　　型腔表面，特别是浇道表面光洁度不高或者型面有少量擦伤及划线痕迹处，都是裂纹源。模具镶块与套板之间的配合精度选用不当，或者由于过松影响热传导效率或者由于过紧，产生予应力而使套板碎裂。模具与机器之间安装精度，包括平行度与垂直度，皆可能影响导向件的过早磨损。对于用电火花加工的模具应用日广的今天，在加工过程中，由于局部高温形成表层下的回火区。该区在组织上及化学成分与基体不同，硬度高，再加上表面存在着残余应力，加工后型面易形成细微裂纹，有必要进行抛光处理。目前超声波抛光应用日广，比人工抛光效率可提高1-2倍。

　　3.10模具磨损后后道工序的处理

　　采用电火花碳化钨表面强化工艺，乃是一项减少表面冲蚀，防止金属与模面咬合，提高使用寿命的有效途径之一。此法既可作为修复模具的手段，也可在新模具正式投入使用前，对型腔，型芯，浇注系统部分工况条件特别差的部位，进行有选择性的表面强化处理。国内已设计并研制成功低压等离子喷涂机组，可将工件置于低压真空条件下进行等离子喷涂，使工件获得高强度，耐高温，耐腐蚀等特殊涂层。如采用堆焊技术用于修复己破坏的模具，采用(D2.5~3毫米堆337焊条是成功的。氧乙炔焰合金粉末(Ni45)喷焊型腔及修补冲头也是可行的。

　　3.11关于改变钢种问题

　　目前有一种倾向，就是认为3Cr2W8V钢是一种老钢种，寿命低，应该采用新钢种来取代。对于这个问题，个人的看法如下：3Cr2W8V钢是在本世纪20年代开始使用的一种钨系高热强性热模钢，在苏联称为3X2B8V,在西德为：X30WCrV93,在日本为：SKD5,在美国为：H21这种钢种在回火抗力、热硬性、热强性、热疲劳性能等高温性能方面都是上乘的，再加上有良好的锻造性能，机械加工性能及热处理工艺性能，因此到现在仍能久用不衰，并有扩大应用到其他行业的趋向。但是当前有些工厂采用此钢种制造出来的压铸模具寿命极低的原因又何在呢?这里要作综合分析，可从本文前述的各种途径中去查找，而热处理工艺不当，又是许多原因中的要害，许多事例都证明了这一点。目前可以采用两条腿走路的办法：其一是充分挖掘3Cr2W8V钢种的潜力，把这种价格便宜，供应充沛，对使用该钢种己积累有丰富经验的常用钢料充分加以利用;其次也不排除把以铬系高热强热模钢用于压铸模，从中取得经验，并投入实际考验。其中有代表性的钢种为4Cr5MoSiV1,在美国为H13,在日本为：SKD61o此钢种的特点是含铬量高，具有较好的淬透性、淬硬性和热疲劳性能。韧性高，但回火稳定性不如3Cr2W8V钢。致于选用其他钢种问题，主要根据国家的资源以及及时供应大生产的需要的可能性来考虑如：马氏体时效钢，TZM等。

　　3.12采用相应的辅助性措施加速摸具生产

　　推广应用模具加工新技术，以缩短生产周期，乃是当务之急。其中首推电火花加工，其优点是：1)不论何种材料，只要是导电体，也不论硬度有多高，均能加工。2)加工也可在热处理后进行，基本上解决了变形问题。3)有精度较高的表面，减少钳加工工作量。4)模具形状愈复杂，愈能体现出其优越性。5)复杂凹模不必采用镶拼结构，而采用了整体，节约了设计，制造，装配工作量，对于铸件的外观质量也有保证。问题是镂蚀的速度较慢，可采用先机械粗加工后进行。

　　型腔冷挤或温挤成型，能达到较高的表而光洁度，流线沿轮廓分布，不遭切割，型腔表面加工硬化，提高了耐磨性。凸模采用Cr12NbV钢，凹模材料有10、20、25、T8A、Cr12MoV及3Cr2W8V钢。

　　翻模法在以铜合金材料制成的镶块模具中仍不失为以数量顶住不断损耗的方法。

　　陶瓷型精密铸造法，由于模具型腔表面的迅速冷却，晶粒及细小碳化物的均匀分布，与锻钢相比，在抗弯强度、耐磨性、热稳定性、耐热疲劳及裂纹扩展性能以及压缩条件下的弹性极限都好，就是塑性及韧性较差，用于压铸模生产，如在控制尺寸精度方面有所突破，有其发展前景。

　　3.13建立全面质量管理制度

　　模具在生产及使用过程中贯彻执行全面质量管理获得模具质量信息的重要手段，其中以PDCA四阶段制成效。四阶段制的具体内容：1)计划(Plan)—充分调查模具工作条件进

　　行设计，选材和制订工艺;2)实施(Do)—根据设计，通过冷热加工工序，制成模具;3)检

　　(Check)通过模具成品检验和使用中的考验，检查与分析模具是否符合使用要求;4)处理(Action)—根据检查分析结果和使用者的意见，采取相应措施，同时把有关信息反馈到模具设计和加工部门，保证下一次设计制造中得到充分反映。

　　全面质量管理中另一个重要环节是建立模具技术卡片制，日常记录模具的生产对象、工作条件，修复次数、破坏形式及使用寿命，摸索出失效的规律性。

　　保证生产的均衡性，是从管理角度来说的一个重要方面，均衡生产，能使每付模具的负荷保持均匀，避免前松后紧或前紧后松现象，这样对于防止积压和浪费、缩短生产周期，降低铸件成本，建立正常的生产秩序和保证安全生产各方面都是有利的。

　　3.14实现模具零部件的标准化

　　标准化中包括通用模架，通用模座以及组合模具在内，这样为实现先进的快换摸具装置创造条件。模具零部件实现标准化后，对减少设计工作量，缩短生产周期，加速模具周转、模具互换利用，节约钢材等方面都体现出独特的优点。

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