、機(jī)械加工工藝規(guī)范、熱加工工藝制度
,其中包括毛坯鍛造及熱處理以及模具結(jié)構(gòu)的合理性
、工藝設(shè)計(jì)方案的先進(jìn)性以及配合精度的確切性等等
。如果我們對(duì)以上所提到的各個(gè)方面都處理得當(dāng)
,模具的耐用性會(huì)得到確切的保障。
3提高壓鑄模具壽命的基本途徑
3. 1首先要選用優(yōu)質(zhì)的模具鋼
壓鑄模具毛坯在鍛造時(shí)出現(xiàn)斷裂
,或在淬火時(shí)出現(xiàn)工藝缺陷以及使用時(shí)降低其承載能力等,都與鋼材的冶金質(zhì)量發(fā)生密切的關(guān)系
。
3. 2采用先進(jìn)的毛坯鍛造工藝
模具毛坯進(jìn)行鍛造有兩種目的:首先是碳化物均勻分布
,加熱時(shí)阻礙奧氏體晶粒的長(zhǎng)大,降低鋼對(duì)過(guò)熱的敏感性
。由于均勻分布的碳化物硬度極高,顯著地提高了鋼的耐磨性和抗咬合能力
,也增強(qiáng)了鋼的塑性變形抗力
。其次是形成合理的流線分布,使材料在力學(xué)性能上以及淬火變形的趨向方面
,不會(huì)出現(xiàn)明顯的差別。
3. 3精心設(shè)計(jì)壓鑄模具的結(jié)構(gòu)
模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容極為豐富
,可以從鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性分析著手
。
由于鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不合理,導(dǎo)致模具中存在著細(xì)薄的截面
,成為斷裂的根源。
斜度值的不合理
,引起抽芯
,開(kāi)模或取件時(shí)的擦傷。型腔壁面交界處的倒角,稍有疏漏
,造成應(yīng)力集中裂紋
。
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,在流向
、截面積
、壓射速度等控制不當(dāng)
,造成對(duì)型壁或型芯的沖蝕
。
金屬液進(jìn)入型腔后形成的渦流,由于渦心部分的流速為無(wú)窮大
,對(duì)模面起到強(qiáng)烈的鏤蝕作用,造成局部拉毛
。
模具的剛度不足
,由于片面地強(qiáng)調(diào)節(jié)約鋼材,導(dǎo)致早期變形或斷裂的情況
,時(shí)有發(fā)生。
在各構(gòu)件配合精度等級(jí)如選用不當(dāng)
,或者是由于有余隙的存在
,引起導(dǎo)熱率的下降,過(guò)早地產(chǎn)生熱疲勞
,或者是由于裝配尺寸過(guò)緊,形成予應(yīng)力
,壓鑄過(guò)程中模具出現(xiàn)爆裂
。
在現(xiàn)代的模具結(jié)構(gòu)中已考慮采用快速頂出機(jī)構(gòu),在這里
,一方面固然是為了提高生產(chǎn)效率的需要
。但是從另一個(gè)角度來(lái)看
,也是為了減少鑄件的留模時(shí)問(wèn)
,為卸除模具材料的熱載荷而設(shè)計(jì)的。
3. 4合金熔煉
,保溫過(guò)程中的有關(guān)控制
壓鑄模具型面在高速金屬流的沖刷下,產(chǎn)生熱沖蝕
。凡是出現(xiàn)沖蝕的部位
,都會(huì)使鑄件的尺寸精度和表面光潔度有所下降
,甚至于使該處與鋅合金壓鑄件咬合,影響順利出模
。為此,控制溫度參數(shù)
,其中包括合金溫度的掌握以及控制壓鑄模具始終處于熱平衡狀態(tài)
,至關(guān)重要。
此外合金中的氣體問(wèn)題
,在壓鑄這樣一個(gè)高速、高壓充型特定的環(huán)境下
,隨著金屬液流的噴濺而產(chǎn)生爆裂
,出現(xiàn)了對(duì)模具的氣蝕問(wèn)題,在型面上留下麻點(diǎn)
,在這方面應(yīng)予以重視。為此對(duì)合金進(jìn)行精煉除氣
,一方面乃是出于凈化合金液的需要
,而在避免產(chǎn)生氣蝕作用,防止模面上形成麻點(diǎn)也是有益的
。
合金中含鐵量的控制
,對(duì)于防止粘模至關(guān)重要
。在這個(gè)問(wèn)題上
,除了涂料能起到一部分作用外,合金中合適的含鐵量的控制
,值得注意。
3.5采用最佳的壓鑄模具熱處理規(guī)范
作為壓鑄模具的材料必須具有較高的熱強(qiáng)性和回火穩(wěn)定性
,這樣才有可能獲得高的熱疲勞抗力和耐磨性
。作為鋅合金壓鑄用的模具材料,當(dāng)前比較適用的仍是屬于國(guó)內(nèi)最為普遍采用的鎢系高熱強(qiáng)模具鋼
。其鍛造性能好
,在機(jī)械加工性能及熱處理工藝性能上也較佳
。但如果由于熱處理工藝不當(dāng)
,在壽命問(wèn)題上常常會(huì)出現(xiàn)大起大落的現(xiàn)象。其中以淬火與回火的工藝
,尤其要求嚴(yán)格掌握
,直接影響到模具熱疲勞抗力,熱強(qiáng)性和回火抗力
。
目前大部分工廠對(duì)壓鑄模具所取的淬火溫度為1050-1100 ℃
,進(jìn)一步提高淬火溫度的呼聲很高,但是也其有利弊
。眾所周知
,隨著淬火溫度的提高
,其有利方面如下:
1)更多的碳化物溶入奧氏體,將使淬火后的馬氏體具有較高的回火穩(wěn)定性
,熱強(qiáng)度
,耐磨性和耐疲勞性能也均相應(yīng)地提高;
2)一定程度上減少碳化物帶狀偏析
,減輕了剩余碳化物對(duì)基體的切割作用。也改善了材料性能上的方向性
,并使剩余碳化物變得更少
、小、勻和圓態(tài)
,提高強(qiáng)韌性。
3)使板條馬氏體數(shù)量增加
,提高強(qiáng)韌性
,降低裂紋的擴(kuò)展速度。
但是有其不利的一面:
1)晶粒粗化
,使模具韌性下降
。
2)模具更易變形
。
3)模具表面更易氧化脫碳
。
權(quán)衡利弊,對(duì)壓鑄模具來(lái)說(shuō)
,其主要失效形式是熱疲勞和熱沖蝕
,因此高溫強(qiáng)度
,硬度和回火抗力比韌性更為重要
,提高淬火溫度將可進(jìn)一步發(fā)揮鋼材作為壓鑄模具材料的潛力,至于模具的變形和氧化脫碳
,可通過(guò)相應(yīng)的措施予以解決
。例如在淬火加熱時(shí)采用兩次預(yù)熱,其目的是減少模具到溫的時(shí)間差
,縮短高溫保溫時(shí)間
,以減輕由于高溫加熱而帶來(lái)的弊端;又如采用二次分級(jí)淬火或等溫淬火
,則可減少變形:其他如加強(qiáng)鹽浴脫氧或在有保護(hù)性氣氛的箱式爐中加熱,可避免氧化脫碳等
。
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