本篇文章給大家談?wù)剦鸿T模具氮化技巧，以及擠壓模具氮化工藝流程對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

本文目錄：

• 1、氮化技術(shù)是什么技術(shù)。請問
• 2、壓鑄模具的表面處理工藝有哪些？最好是要耐高溫、耐磨損的。
• 3、提高壓鑄模具壽命的措施
• 4、壓鑄模零件如何進行熱處理？

氮化技術(shù)是什么技術(shù)。請問

一、氮化的機理

氮化是將工件放入大量活性氮原子的介質(zhì)中，在一定溫度與壓力下，把氮原子滲入鋼件表面，形成富氮硬化層的熱處理。

二、氮化的作用

1、氮化能使零件表面有更高的硬度和耐磨性。例如用38CrMoAlA鋼制作的零件經(jīng)氮化處理后表面的硬度可達HV=950—1200，相當(dāng)于HRC=65—72，而且氮化后的高強度和高耐磨性保持到500—600℃，不會發(fā)生顯著的改變。

2、能提高抗疲勞能力。由于氮化層內(nèi)形成了更大的壓應(yīng)力，因此在交變載荷作用下，零件表現(xiàn)出具有更高的疲勞極限和較低的缺口敏感性，氮化后工件的疲勞極限可提高15—35%。

3、提高工件抗腐蝕能力，由于氮化使工件表面形成一層致密的、化學(xué)穩(wěn)定性較高的相層，在水蒸氣中及堿性溶液中具有高的抗腐蝕性，此種氮化法又簡單又經(jīng)濟，可以代替鍍鋅、發(fā)藍，以及其它化學(xué)鍍層處理。此外，有些模具經(jīng)過氮化，不但可以提高耐磨性和抗腐性，還能減少模具與零件的粘合現(xiàn)象，延長模具的工作壽命。

二、氮化的實現(xiàn)方法

1、氣體氮化

氣體氮化是將工件放入一個密封空間內(nèi)，通入氨氣，加熱到500-580℃保溫幾個小時到幾十個小時。氨氣在400℃以上將發(fā)生如下分解反應(yīng)：2NH3—→3H2+2[N]，從而爐內(nèi)就有大量活性氮原子，活性氮原子[N]被鋼表面吸收，并向內(nèi)部擴散，從而形成了氮化層。

以提高硬度和耐磨性的氮化通常滲氮溫度為500—520℃。停留時間取決于滲氮層所需要的厚度，一般以0.01mm/h計算。因此為獲得0.25—0.65mm的厚度，所需要的時間約為20—60h。提高滲氮溫度，雖然可以加速滲氮過程，但會使氮化物聚集、粗化，從而使零件表面層的硬度降低。

對于提高硬度和耐磨性的氮化，在氮化時必須采用含Mo、A、V等元素的合金鋼，如38CrMoAlA、38CrMoAA等鋼。這些鋼經(jīng)氮很后，在氮化層中含有各種合金氮化物，如：AlN、CrN、MoN、VN等。這些氮化物具有很高的硬度和穩(wěn)定性，并且均勻彌散地分布于鋼中，使鋼的氮化層具有很高的硬度和耐磨性。Cr還能提高鋼的淬透性，使大型零件在氮化前調(diào)質(zhì)時能得到均勻的機械性能。Mo還能細化晶粒，并降低鋼的第二類回火脆性。如果用普通碳鋼，在氮化層中形成純氮化鐵，當(dāng)加熱到較高溫度時，易于分解聚集粗化，不能獲得高硬度和高耐磨性。

抗腐蝕氮化溫度一般在600—700℃之間，分解率大致在40—70%范圍，停留時間由15分鐘到4小時不等，深度一般不超過0.05m m。對于抗腐蝕的氮化用鋼，可應(yīng)用任何鋼種，都能獲得良好的效果。

2、液體氮化

液體氮化它是一種較新的化學(xué)熱處理工藝，溫度不超過570℃，處理時間短，僅1—3h；而且不要專用鋼材，試驗表明：40Cr經(jīng)液體氮化處理比一般淬火回火后的抗磨能力提高50％；鑄鐵經(jīng)液體氮化處理其抗磨能力提高更多。不僅如此，實踐證明：經(jīng)過液體氮化處理的零件，在耐疲勞性、耐腐蝕性等方面都有不同程度的提高；高速鋼刀具經(jīng)液體氮化處理，一般能提高使用壽命20—200%；3Cr2W8V壓鑄模經(jīng)液體氮化處理后，可提高使用壽命3—5倍。液體氮化表層硬而不脆，并且具有一定的韌性，不容易發(fā)生剝落現(xiàn)象。

但是，液體氮化也有缺點：如它的氮化表層中的氮鐵化合物層厚度比較薄，僅僅只有0.01—0.02mm。國外多采用氰化鹽作原料液體氮化，國內(nèi)已改用無毒原料液體氮化。我國無毒液體氮化的配方是：尿素40%，碳酸鈉30%、氯化鉀20%，氫氧化鉀10%(混合鹽溶點為340℃左右)。液體氮化雖然有很多優(yōu)點，但由于溶鹽反應(yīng)有毒性，影響操作人員身體健康，廢鹽也不好處理。因此，與用越來越受到限制。

3、離子氮化

離子氮化又叫“輝光離子氮化”是最近起來的一種熱處理工藝，它具有生產(chǎn)周期短，零件表面硬度高，能控制氮化層脆性等優(yōu)點。因而，近幾年來國內(nèi)發(fā)展迅速，使用范圍很廣。

輝光離子氮化的基本原理：

輝光離子氮化是將零件放到離子氮化的真空室內(nèi)，氮化的零件接高壓直流電源的陰極(負極)，電爐外殼接直流高壓電源的陽極(正極)，當(dāng)向真空容器內(nèi)充入氨氣，但容器內(nèi)壓強保持200-1000PA之間，在陰極和陽極間加800—1000伏直流電壓，氨氣就會電離，這種氣體經(jīng)電離作用后，產(chǎn)生帶正電的氮陽離子[N+]和帶負電的陰離子[N-]，形成了一個等離子區(qū)。在等離子區(qū)內(nèi)，氮的正離子在高壓電場加速下，快速沖向陰極，轟擊清洗需氮化的零件表面，將動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽€由于氮離子轉(zhuǎn)變成氮原子時，又放出大量的熱能并發(fā)出很亮的淡紫色光，另外電壓降落在工件附近時也產(chǎn)生熱量，這三種熱量將零件加熱到需要氮化溫度。

在這種溫度下，氮離子與零件金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氮原子滲入到零件表面并擴散到內(nèi)部，形成了氮化層。

輝光離子氮化的特點：

（1）、表面加熱速度快，可縮短加熱及冷卻時間，到十分之一至十二分之一。而且除處理表面加熱外其余部分均處在低溫(100℃左右)狀態(tài)，既節(jié)約了加熱功率又減少零件的變形。

（2）、擴散過程快，在高壓電場作用下，由于氮化原子的運動速度比氣體氮化快許多倍，滲入速度更快，一般只需要3—10h。

（3）、氮化層韌性好，具有高抗疲勞和高抗磨性能，氮化層脆性白色相(Fe2N)控制在0—0.2mm范圍，從而免去氮化零件的磨削加工。

表面硬度高達HV900(HRC64)，氮化層深度可掌握在0.09—0.87mm。

四、各種氮化法的成本分析

1、鹽浴氮化爐結(jié)構(gòu)簡單，價格低，操作工藝很容易掌握，氮化成本也低，但氮化質(zhì)量不高，廢棄物有污染，通常很少采用。

2、氣體氮化爐構(gòu)復(fù)雜，價格稍高，操作相比而言稍有難度，但氮化質(zhì)量好，可以達到很深的滲層與較高的硬度，但需要較長的時間，氨氣的用量也很高

3、離子氮化爐生產(chǎn)制造工藝要求很高，所用材料也很講究，電氣控制技術(shù)含量很高，對操作人員的整體要求高，但氮化質(zhì)量最好，滲入速度快，氮化成本低于氣體氮化，是很好的發(fā)展趨勢。

以一次性裝爐量在400公斤為例：初步投資別如下

鹽浴氮化爐投資在貳萬元左右

氣體氮化爐在肆萬元左右

離子氮化要在玖萬元左右

達到同樣的滲層，離子氮化的成本約為氣體氮化的60%（由于鹽浴氮化很難達到氣體氮化與離子氮化的滲層，所以不能比較它們的運行成本）

壓鑄模具的表面處理工藝有哪些？最好是要耐高溫、耐磨損的。

為了提高壓鑄模的使用壽命，業(yè)內(nèi)人生想了很多辦法，有很多相關(guān)文獻報道。然而，情況很復(fù)雜，是一個因使用條件而異（如模具的材料及其來源、基體熱處理工藝；壓鑄零件的材料成分、壓鑄工藝；模具的設(shè)計水平和設(shè)備的型號乃至操作者的技術(shù)水平等等）的問題，也會影響隨后表面處理的效果。

當(dāng)今用得較多的是滲氮或氮碳共滲（軟氮化），然后加上后續(xù)氧化處理。其中的技術(shù)要求和工藝方法也很有講究，處理后的效果差異相當(dāng)大。

模具是易損件，只有自己跟自己比，‘更好一些’而已。

提高壓鑄模具壽命的措施

提高壓鑄模具壽命的措施

致使壓鑄模失效的主要原因是：①熱脹冷縮的交變應(yīng)力，長期頻繁的反復(fù)循環(huán)，在模具表面出現(xiàn)熱疲勞龜裂紋;②由于熱應(yīng)力及機械應(yīng)力引起的模具整體開裂、破損;③在壓射力和熱應(yīng)力的作用下，模具會在強度最薄弱處萌生裂紋，使型腔碎裂;④化學(xué)腐蝕、機械磨損、沖刷侵蝕、熔損侵蝕造成的模具侵蝕;⑤受到鎖模、插芯壓力和充填壓力作用使模具產(chǎn)生的塑性變形。這些模具失效缺陷出現(xiàn)的原因是復(fù)雜多樣的，下邊從實際應(yīng)用方面探討一些提高壓鑄模具壽命的措施。

1 壓鑄模具材料的選用

為提高熱沖擊韌度，目前常用的H13鋼的化學(xué)成分純凈度要求為：優(yōu)級鋼S 含量(質(zhì)量分數(shù)，下同)要小于0.005%;超級H13 鋼要求S 含量小于0.003%;P含量小于0.015%。鋼的晶界無共晶碳化物夾雜，大塊狀的共晶碳化物和雜質(zhì)強度極小，不能抵抗熱疲勞，降低了鋼材的塑性，是龜裂發(fā)生的起源點。要使用電渣重熔爐的精煉鋼，它不僅純凈度高，還具有組織致密、優(yōu)良的熱疲勞抗力、抗熱裂性好、優(yōu)良的韌性及塑性，優(yōu)良的拋光性、較好的異向同性等性能。鋼材的均一性要求材料的組織要均勻，鋼坯具備任意方向力學(xué)性能同性，不要有縱、橫、深方向的性能差異。

正確選用模具材料，采用高強度合金材料可以提高模具使用壽命。優(yōu)選用瑞典8407、德國2344、美國H13 (4Gr5MoVlSi)、日本SKD61 材料。日本日立的DAC55、ZHD435 在高硬度時有很好的韌性及抗高溫強度，模具壽命也很高。

2 壓鑄模具的熱處理

采用不同的熱處理工藝會使壓鑄模品質(zhì)性能不一樣。H13 模具鋼的熱處理工藝和熱處理后的金相組織應(yīng)參照北美壓鑄學(xué)會(NADCA 207—2003)的規(guī)定。建議由模具鋼材生產(chǎn)商負責(zé)模具的熱處理，避免因為材料和熱處理的廠家不同而引起品質(zhì)不同。

H13 鋼采用高壓液氮氣冷高真空爐淬火為好，可以有效防止模具表面的脫碳、氧化、變形和開裂。把淬火溫度升高到1020～1050℃，根據(jù)模塊材料的尺寸大小，和各個零部件要求的強度和韌性，適當(dāng)控制溫度和保溫時間，使合金碳化物充分溶人奧氏體，這樣可以減少模具因熱處理碳化物溶解不充分，殘留在晶界之間而造成的模具龜裂。但要注意鋼的臨界點Acl和Ac3及保溫時間，防止奧氏體粗化。淬火后用不同溫度分3 次回火，特別注意回火的效果，如果還要進行氮化處理，可以減少一次回火處理。

模具加工時產(chǎn)生的切削應(yīng)力、電火花放電變質(zhì)層的應(yīng)力、和壓鑄時產(chǎn)生的熱疲勞應(yīng)力，可以通過退火來減輕或消除。模具應(yīng)定期退火處理消除應(yīng)力：第一次去應(yīng)力退火應(yīng)安排在淬火之前(退火溫度700～750℃)，第二次去應(yīng)力退火應(yīng)安排在試模合格后的量產(chǎn)之前，再在壓鑄1 萬模、3 萬模時各退火處理一次，氮化一次可以代替一次退火處理。對H13 鋼退火消除應(yīng)力的溫度比淬火時最后一次回火的溫度低20～40℃，保溫時間為1.0～1.5 h。

合理選擇模具的硬度(HRC)，美國AISI H13 ESR類材料用于壓鑄模具，如果硬度偏低，易出現(xiàn)粘模和早期龜裂，如果硬度太高又可能開裂，所以一般建議：鋅合金壓鑄模硬度(HRC)為47～52;中、小型的鋁、鎂合金壓鑄模為46～48;尺寸大的鋁、鎂合金鑄件和比較厚或形狀復(fù)雜件的模具，應(yīng)適當(dāng)降低硬度(HRC)為44~46。日立的DAC55、ZHD435 及一勝百的DIEVAR鋼在高硬度時有很好的韌性及高溫強度，應(yīng)用時硬度(HRC)可以比H13 提高2～4。

對壓鑄模的型腔表面容易出現(xiàn)粘模的部位和所有的型芯，應(yīng)選用氮化、碳氮共滲等表面強化處理，以減少粘?；蚯治g。目前使用日本的KANUC 處理的比較多。如需氮化，型面的氮化層總深度應(yīng)低于0.2～0.3mm，應(yīng)根據(jù)鑄件壁厚由厚到薄控制在0.04～0.08mm，且應(yīng)無化合物白亮層，防止過厚的白亮層碎裂后引起模具龜裂。對容易粘模部位的零件，可以每壓鑄1～2 萬模進行一次氮化等表面處理。當(dāng)模具壓鑄8～10 萬模次之后，由于硬度降低容易出現(xiàn)粘模時，也可以進行氮化處理。每次退火和氮化之前、后都要對模具表面進行拋光處理。為防止模具型腔在量產(chǎn)之前出現(xiàn)氧化銹蝕，在試模合格后，應(yīng)對模具進行530～560℃保溫1.5～2.0 h 的`預(yù)氧化熱處理。

3 壓鑄模具的設(shè)計

壓鑄件壁厚應(yīng)盡量均勻(一般小件厚度為2.51mm，中件厚度為3.01 mm，大件厚度為4.01mm)，棱角過渡要有圓角或斜坡以減小應(yīng)力集中，可使用筋條結(jié)構(gòu)消除鑄件形成的熱節(jié)。過厚的壓鑄件內(nèi)部組織晶粒粗大，會形成氣孔、縮松、氧化、內(nèi)部裂紋，并伴隨有應(yīng)力源產(chǎn)生，以致其強度和耐用性能會低于加強筋輔助結(jié)構(gòu)形成的產(chǎn)品。

模具的易龜裂部位和易損傷部位盡量采取鑲件結(jié)構(gòu)，損壞后便于維修和更換。但成型零件上的鑲拼孔，包括型芯孔至模具的邊緣或附近的另一孔的距離不要太小，并且鑲拼孔的內(nèi)角要有較大的圓倒角，以免成為模具早期龜裂的薄弱部位。

提高模具設(shè)計剛性，要分析模具型腔各個部位的受力情況。型腔受到的力有合金液充填時的壓力、脹型力、沖擊力，還有脫模時的拉力、摩擦力，溫度高低變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力，開合模、抽插芯時受到的壓力、拉力、預(yù)緊力等。設(shè)計時要使模具中各組件、各部位都具有足夠的厚度、寬度，使模具有足夠的剛性以承受各種應(yīng)力。還要使這些受力達到適當(dāng)?shù)钠胶?這一點很重要)，以防止模具變形、開裂。制造時注意模具的細薄截面、模塊的凹角根部是模具出現(xiàn)斷裂的敏感部位，要保證其配合精度，如果模塊配合的預(yù)緊力過大，它會把合模力集中到一點上，這是模具出現(xiàn)大面積斷裂的主要因素。

為了較好的預(yù)防模具出現(xiàn)整體變形。正確設(shè)計模具型腔的受力中心位置，使其盡量靠近壓鑄機的受力中心。動模背后的兩個墊塊要盡量支撐在模具的型腔鑲塊上，不要只支撐在型腔鑲塊外的套板上;動模背后中間的支撐柱或支撐塊的支撐面積要足夠大，否則會使支撐塊的端面(甚至使壓鑄機的模具安裝板面)，容易被壓變形而失去支撐的效果。

模具上有凹角的部位容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。產(chǎn)品轉(zhuǎn)角處盡量要有較大的過渡圓角，避免出現(xiàn)窄而深的凹角、凹槽。鋁、鎂合金壓鑄模具的型腔轉(zhuǎn)角半徑應(yīng)大于1.0 mm，表面粗糙度要小，避免圓角處早期開裂。在內(nèi)澆口附近，盡量加大圓角半徑，能夠較好的延緩模具早期龜裂紋的出現(xiàn)。合理選用鑲塊、活動滑塊組合結(jié)構(gòu)，避免模塊上出現(xiàn)較銳的尖角;并使鑲拼接觸密封面的結(jié)合面積要比較大，要使滑塊出現(xiàn)退讓時，也不會出現(xiàn)鋁水從密封面竄入到滑塊的導(dǎo)滑槽里;為防止運動卡滯，滑塊的側(cè)面使用斜面配合。

正確設(shè)計澆注系統(tǒng)，設(shè)計內(nèi)澆口的位置和充填流向時，盡量防止高速充填的鋁水正面噴射沖擊到型壁或型芯。設(shè)計內(nèi)澆口截面大小時，如果選用的壓射充填速度太高，有大量的動能減速后轉(zhuǎn)變成熱能傳遞到模具上，使模具溫度升高，促使模具出現(xiàn)粘模、龜裂、沖蝕缺陷。壓鑄鋁水的最大充填速度不應(yīng)超過56m/s，充填速度以≤46 m/s 為好。設(shè)計內(nèi)澆口的厚度時，在保證產(chǎn)品表面品質(zhì)的情況下，還是選用厚而大一點的內(nèi)澆口為好，這樣可以增加流量，又不增加對模具的沖擊力。

要正確選擇各組件的配合公差和表面粗糙度，因模具受熱不均勻和膨脹不均勻，會使配合公差產(chǎn)生變化，會使部件運動失靈而導(dǎo)致模具表面損傷，也會使動、定模套板之間的合模間隙增加，引起飛邊和飛料。為防止飛料，在分型面上，動、定模型腔鑲塊平面應(yīng)比動定模套板平面略高，一般在0～0.080 mm 范圍內(nèi)，特別要求緊密合模后，動、定模套板的間隙要在0.030～0.100mm 范圍內(nèi)。在套板上的排氣道最淺處的深度為0.12～0.15 mm，它一定要包括合模后動、定模套板的間隙。只有這樣才能防止飛邊、飛料和粘模。盡量讓套板各部位的分型面與模塊的分型面一致，從模塊到套板一樣平齊，減少分型面的臺階，便于排氣和防止飛邊粘模。

盡量不要在內(nèi)澆口附近的型腔平面上設(shè)置產(chǎn)品的字樣、標(biāo)記和頂桿。這些都會引起模具過早的龜裂，也會使字樣標(biāo)記過早的變得不清晰。

盡量利用-Q2圖，使模具能夠很好的與壓鑄機進行匹配，提高產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率，延長模具的使用壽命。

4 壓鑄模具的冷卻和加熱系統(tǒng)的設(shè)計

為了能夠調(diào)控模具溫度，防止模具變形和龜裂，一定要給模具設(shè)計冷卻、加熱溫控系統(tǒng)。通常在模具模塊的內(nèi)部開設(shè)(6～12)mm孔徑的管道，在型芯和模塊中開設(shè)(3～12)mm 冷卻孔，通水進行冷卻，通熱油進行加熱。在沒有模溫機的壓鑄廠，也可以使用電加熱管(要控制發(fā)熱溫度≤400℃) 和測溫儀置模具，進行自動加熱來預(yù)熱模具。

在型腔模塊的背面，加工出(6～8)mm 的孔，此孔要距離型腔表面(255)mm，要距離冷卻水或加熱油通道在50 mm 以上，插入熱電偶連接在壓鑄機的測溫儀器上。

在模具的橫澆道、分支澆道、內(nèi)澆口附近，在鑄件厚壁處的型腔、型芯等模具吸收熱量比較多的部位要通水冷卻。對薄壁處的型腔，對遠離內(nèi)澆口的滑塊抽芯，和模具型腔的一些吸收熱量少、散熱快的部位，要設(shè)計用熱油或用電加熱管加熱模具。一般通入的熱油溫度為200～350℃。注意模具的冷卻水通道距離模具表面或模具轉(zhuǎn)角要有足夠的距離，以避免這些部位的型面出現(xiàn)早期龜裂或開裂。

模具每個進水管接頭要有開關(guān)，能控制冷卻水的流量，以便調(diào)節(jié)模具各部位的溫度。冷卻水管道里出現(xiàn)的銹蝕和集垢，會影響模具的冷卻效果，要及時清除。模具外接的管道和接頭建議使用銅材和不銹鋼材質(zhì)，以防生銹后堵塞管道。

5 壓鑄模具的制造加工對模具壽命的影響

模具制造的尺寸精度和配合精度要高，密封接觸的配合面，必須密封配合，密封接觸的面積要大，防止鋁液鉆入。盡量避免人為因素造成的燒焊修補處理，因模具燒焊修補過的部位，很容易出現(xiàn)龜裂。

電脈沖放電加工后的型腔表面會產(chǎn)生出一個變質(zhì)層，這一層的化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能( 強度、硬度、韌性) 等都發(fā)生了改變，變質(zhì)層又硬又脆，并有應(yīng)力和大量的微裂紋，會引起模具早期龜裂;電脈沖或線切割放電精細加工時，應(yīng)盡量采用低的電流及高的頻率，以減小模具表面的過燒深度。使用好的電火花專用油液，可以起到?jīng)_洗、冷卻、潤滑、絕緣、防電離和減輕變質(zhì)層的作用。放電時浸油比沖油能更好地減輕變質(zhì)層。無論變質(zhì)層深淺，它在模具表面均有極大的應(yīng)力，若不消除其白亮層和殘余應(yīng)力，在使用過程中，模具表面就會較早的產(chǎn)生龜裂、沖蝕和開裂。

模具型腔精加工時，走刀量要小，不要留下刀痕，必要時需留下打磨拋光的余量。模具型腔的所有表面，即使沒有留下加工刀痕的表面，都要進行一次打磨拋光，用以消除刀具加工或放電加工產(chǎn)生的硬化層和白亮層。但要注意，打磨時不要讓模具局部過熱，以防燒傷模具表面和降低模具的硬度。消除硬化層、白亮層和去除應(yīng)力的方法有：①用油石打磨、研磨拋光、化學(xué)溶蝕去除;②噴 玻 璃丸的方法既可以去除表面熔化凝固層，消除殘余拉應(yīng)力，還可以形成壓應(yīng)力，是目前延緩龜裂的好方法;③在不降低硬度的情況下，低溫回火也可大幅度降低模具的表面應(yīng)力。模具型腔表面拋光時，粗糙度要以產(chǎn)品而定：①薄壁、表面要求光亮的產(chǎn)品表面位置，型腔表面要適當(dāng)拋光，表面粗糙度Ra 為0.2～0.4m;②厚壁、表面要求一般的產(chǎn)品表面處，型腔表面可拋光，表面粗糙度Ra 為0.4～0.8m;③一般不要求拋光為鏡面，要使脫模劑能在模具表面均勻附著，但刀痕一定要拋光，以免模具過早的出現(xiàn)龜裂;④要注意交叉打磨，模具表面打磨過的痕跡，不要有明顯的打磨方向。

6 壓鑄工藝和生產(chǎn)操作對壓鑄模具壽命的影響

增加壓鑄鋁合金中的鐵含量，可以有效地減輕粘模程度，一般要求鋁合金的鐵含量≤1.5%，實際生產(chǎn)中鋁水的鐵含量控制在0.65%～0.90%范圍內(nèi)為好。在壓鑄過程中鋁液溫度波動應(yīng)在10℃之內(nèi)，ADCl2鋁合金春、秋季澆注溫度建議小于660℃，冬、夏季溫度可以上下變化10℃，這樣可以消除季節(jié)性的缺陷。模具內(nèi)澆口附近容易龜裂、侵蝕，遠離內(nèi)澆口的部位不容易龜裂、侵蝕，這主要是因為在內(nèi)澆口附近，高溫的鋁水傳遞給模具的熱量比較多，致使模具溫度比較高。所以在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，應(yīng)盡量降低鋁水的澆注溫度。

在滿足成形情形下，盡量使用比較低的低速壓射速度和高速壓射速度。充填速度過高會造成粘模、沖蝕、龜裂;當(dāng)?shù)退賶荷渌俣容^高使金屬液包裹較多的氣體時，氣體在高速壓射進入型腔中的低壓區(qū)會膨脹，氣體膨脹產(chǎn)生爆破，氣體帶動鋁液以很高的速度沖擊、侵蝕型腔表面，造成型腔表面氣蝕缺損(這種氣蝕在溢流槽澆口處也會出現(xiàn))，被氣蝕的表面也會有裂紋產(chǎn)生。

在滿足成形良好的條件下，盡可能選用較小的壓力?？梢杂^察殼形和圓形產(chǎn)品，在模具壓鑄幾萬模之后，在產(chǎn)品同一部位的外表面比內(nèi)表面龜裂紋大出很多，這說明在相同的條件之下，模具受到鋁液包裹擠壓與膨脹拉伸的力量方向不同，致使模具出現(xiàn)龜裂的缺陷大小相差很大;特別是在模具型腔的凹角處，拉伸和熱應(yīng)力都會集中在這里，凹角處會過早的出現(xiàn)龜裂和開裂裂紋;而在模具的凸角和型芯表面受到擠壓和熱沖擊力，雖然會出現(xiàn)粘模，但出現(xiàn)應(yīng)力集中情況很小，模具不容易出現(xiàn)龜裂?？梢婁X液壓力的大小和受力方向?qū)δ＞啐斄训挠绊懯呛艽蟮?，有時為了配套不容易出現(xiàn)龜裂模塊的壽命，可以采用比較好的模具材料或熱處理的方法，來提高容易龜裂模塊的壽命。

壓鑄時模具表面溫度由100℃上升到610℃，比200℃上升到610℃容易引起龜裂，表面溫度由200℃上升到680℃，比200℃上升到610℃更容易引起龜裂;模具在500℃以上保持6 s比保持3 s也是更容易引起龜裂，所以一定要使模具承受的溫度低、溫差變化量比較小、處于高溫的時間短。一般產(chǎn)品壓鑄開模后的2～3 s時測量模具表面的溫度(或用熱電偶測量模具內(nèi)部溫度) 應(yīng)不高于澆注的合金液溫度的40%～45%，即鋁合金模具溫度應(yīng)小于320℃，以200～280℃為好。合模時模具表面的溫度應(yīng)不低于合金澆注溫度的20%，一般以130～210℃為好。

壓鑄鋁合金模具預(yù)熱至180～300℃再澆注壓射，比用鋁液直接澆注壓射來預(yù)熱模具，能延緩模具表面龜裂紋的出現(xiàn)。因為用鋁液直接澆注壓射來預(yù)熱模具，模具表面承受到的溫度差比較大。模具預(yù)熱后壓鑄的前10～20 模鑄件，要使用低速壓射，以減小鋁液與模具接觸的緊密程度，降低熱量傳遞給模具的速度，達到緩慢加熱的目的。

壓鑄操作時均勻噴涂脫模劑，可以減輕鋁液對模具的粘模和磨損。為了防止脫模劑對模具激冷，冬天對水基脫模劑要預(yù)熱到20～30℃為好。噴脫模劑要形成霧狀，噴嘴應(yīng)距型面(2010)cm，斜向模面角度155的效果最好。不可噴涂過多脫模劑，噴涂時間控制在0.5～2.5 s 之間;禁止噴灑、澆灌式的噴涂，以防對模具表面急速的激冷?？梢圆捎脛印⒍６啻谓粨Q噴涂的方法，以減小激冷的速度。另外，鑄件頂出后，要在頂桿頭部噴涂上涂料得到潤滑之后再退回，以防頂桿運動卡滯。

對許多模具，常用噴 玻 璃丸、陶瓷丸或用微電脈沖打磨加粗模具某些部位的粗糙度，甚至在模具表面修出間隔在0.5～1.5 mm細小的網(wǎng)狀筋條。這樣不僅能防止龜裂延長模具壽命，還能減小鋁液的流動速度，消除產(chǎn)品表面的冷隔和花紋;能提高模具表面的吸熱速度，使產(chǎn)品表面急速凝固，又因模具表面快速吸熱增加了模具表面的溫度，加快涂料和水的揮發(fā)，消除水的殘留，能防止鑄件出現(xiàn)氣泡和發(fā)黑。

7 壓鑄模的使用和維護保養(yǎng)

模具在安裝時，動、定模每半模至少要安裝6 個壓板螺栓，如果每半模只安裝4 個壓板螺栓，只要有一個螺栓松動，其他3 個螺栓受力嚴重失衡，螺栓就會很快被拉變形或拉斷，甚至?xí)霈F(xiàn)模具被拉而掉下來的事故。

壓鑄過程中，要及時打磨拋光模具型腔的粘模痕跡，但要注意不要用硬的工具鑿傷或敲傷模具。當(dāng)模具型腔表面粗糙度變大后，要進行很好的拋光處理。當(dāng)產(chǎn)品全部或部分粘模在模具型腔里時，要由有經(jīng)驗的模具修理人員來處理，以防壓鑄工處理時損壞模具。

每班給模具滑塊、導(dǎo)柱、頂桿涂一次潤滑油，每班檢查疏通模具的冷卻水通道，使其暢通和密封。每班觀察模具的分型面和滑塊的密封配合情況，對模具的飛邊和披縫一定要早發(fā)現(xiàn)、早修理，以防其致使模具出現(xiàn)嚴重的壓傷、凹陷、變形及飛料的缺陷。

當(dāng)模具停產(chǎn)不使用時，最好在壓鑄最后一模之后，不要給模具再噴刷涂料，如果已經(jīng)噴涂了涂料，也要用壓縮空氣吹干凈模具表面和深腔里的殘留水分，以防模具生銹。每批生產(chǎn)完成后，或在每生產(chǎn)一萬模時，要對模具進行維護保養(yǎng)。每次保養(yǎng)時，需涂紅丹粉檢查模具的變形和密封配合情況，消除間隙防止飛料，消除模塊或滑塊受力不均衡，防止模塊壓壞、爆裂。保養(yǎng)后要給模具型腔、抽芯滑塊、頂桿、導(dǎo)柱，分型面等涂防銹油。

模具已經(jīng)出現(xiàn)小范圍的沖蝕、掉塊、缺損、裂紋缺陷后，在不能做成鑲件更換時，只有給模具用氬弧焊修補。為有效地防止壓鑄模具焊補后容易出現(xiàn)龜裂，焊補時首先要選用模具鋼材制造廠家指定使用的氬弧焊焊條，并注意區(qū)分在模具淬火處理前后使用的焊條規(guī)格有可能不一樣。對模具進行氬弧焊之前，先要把模具龜裂等缺陷修磨掉呈現(xiàn)出金屬基體，使用電熱爐預(yù)熱模塊達到300～450℃(若使用乙 炔 氧焊的火焰慢慢烘烤預(yù)熱模具，由于預(yù)熱的范圍小，不一定達到要求的溫度范圍，溫度也不均勻，對防止焊補后出現(xiàn)龜裂沒有明顯的效果。)并把表面清理干凈之后再進行氬弧焊，防止焊補時出現(xiàn)氣孔;當(dāng)模具溫度高于475℃時要停止焊補，讓模具降溫后再焊;焊接時注意，一定要隔行焊補，不要一行挨一行焊補，這樣可以較好的降低焊接時產(chǎn)生的升溫和應(yīng)力。淬火之后的焊補，再在低于淬火回火溫度以下20～50℃，保溫2～3h 去應(yīng)力退火(淬火之前的焊補，退火溫度是750℃)這樣可以很好的消除焊接時產(chǎn)生的應(yīng)力。

對于模具表面粘附的涂料燒結(jié)集碳，除用油石和砂紙拋光外，用氣動噴投 玻 璃丸或噴陶瓷丸的方法，不僅能均勻有效的清除掉集碳，還不影響模具的尺寸精度。

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壓鑄模零件如何進行熱處理？

1、淬火設(shè)備為高壓高流率真空氣淬爐。

(1)淬火前：采用熱平衡法，提高模具加熱和冷卻的整體一致性。對凡是影響到這一點的薄壁孔、溝槽、型腔等，都要進行填充、封堵，盡量做到模具能均衡加熱和冷卻；同時，注意裝爐方式，防止壓鑄模在高溫時因自重而引起的變形。

(2)模具的加熱：在加熱過程中要緩慢加熱(用200℃/h升溫)，并采用兩級預(yù)熱方式，防止快速升溫造成模具內(nèi)、外溫差過大，引起過大的熱應(yīng)力，同時減小相變應(yīng)力。

(3)淬火溫度與保溫時間：要采用下限淬火加熱溫度，均熱時間不宜過短或過長，一般由壁厚和硬度來確定均熱時間。

(4)淬火冷卻：采用預(yù)冷方式，并通過調(diào)節(jié)氣壓與風(fēng)速，有效的控制冷卻速度，使之最大限度地實現(xiàn)理想冷卻。即：預(yù)冷到850℃后，增大冷卻速度，快速通過“C”曲線鼻部，模溫在500℃以下則逐漸降低冷卻速度，到Ms點以下則采用近似等溫轉(zhuǎn)變的冷卻方式，以最大限度地減少淬火變形。模具冷卻到約150℃時，關(guān)閉冷卻風(fēng)機，讓模具自然冷卻。

2、退火包括鍛造后的球化退火和模具制作過程中的去應(yīng)力退火兩部分。其主要目的：在原材料階段進行結(jié)晶組織的改良；方便加工而降低硬度；防止加工后變形和淬火裂紋而去除內(nèi)應(yīng)力。

(1)球化退火。模具鋼經(jīng)鍛造后，鋼的內(nèi)部組織變成不穩(wěn)定的結(jié)晶，硬度高切削困難，且此種狀態(tài)的鋼，內(nèi)應(yīng)力大，加工后容易變形和淬裂，機械性能差，為使碳化物結(jié)晶變成球化穩(wěn)定組織須進行球化退火。

(2)去應(yīng)力退火。對有殘留應(yīng)力的模具鋼進行機械加工，加工后會產(chǎn)生變形，如果機械加工后仍留有應(yīng)力，則在淬火時會發(fā)生很大的變形或淬火裂紋。為防止這些問題發(fā)生，必須進行去應(yīng)力退火。

模具制作過程中一般進行三次去應(yīng)力退火：

(1)在切削掉原材料體積的1/3以上形狀或?qū)υ牧虾穸?/2深度加工時，加工余量留有5～10mm，進行*次去應(yīng)力退火。

(2)在精加工留有余量(2～5mm)時，進行第二次去應(yīng)力退火。

(3)在試模后，淬火前進行第三次去應(yīng)力退火。

3、回火淬火的模具冷卻到約100℃時，就要立即進行回火，以防止繼續(xù)產(chǎn)生變形，甚至開裂?；鼗饻囟扔晒ぷ饔捕葋泶_定，一般要進行三次回火。

4、氮化處理一般壓鑄模經(jīng)淬火、回火(45～47HRC)后就能使用，但為了提高模具的耐磨性、抗蝕性和抗氧化性，防止粘模，延長模具的壽命，必須進行氮化處理。氮化層深度一般為0.15～0.2mm。氮化后需要打光，磨去白亮層(厚約0.01mm左右)。

5、幾點說明

(1)模具的熱處理變形是由于相變應(yīng)力、熱應(yīng)力的共同作用引起的，受多種因素影響。因此，在正確選材的前提下，還要注意毛坯的鍛造，要采用六面鍛造的方法，反復(fù)鐓拔。同時，在模具的設(shè)計階段就必須注意，使壁厚盡量均勻（壁厚不均勻時要開工藝孔）；對形狀復(fù)雜的模具，要采用鑲拼結(jié)構(gòu)，而不采用整體結(jié)構(gòu)；對有薄壁、尖角的模具，要采用圓角過渡和增大圓角半徑。在熱處理時要作好數(shù)據(jù)記錄，長、寬、厚各方向上的變形量，熱處理條件(裝爐方式、加熱溫度、冷卻速度、硬度等)，為日后模具的熱處理積累經(jīng)驗。

(2)壓鑄模的加工一般有兩種工藝流程，都是根據(jù)實際情況確定的。第一種：一般壓鑄模。鍛打→球化退火→粗加工→第一次去應(yīng)力退火(留有余量5～10mm)→粗加工→第二次去應(yīng)力退火(留有余量2～5mm)→精加工→第三次去應(yīng)力退火(試模后、淬火前)→淬火→回火→鉗修→氮化。第二種：特別復(fù)雜的及淬火很易變形的模具。鍛打→球化退火→粗加工→*次去應(yīng)力退火(留有余量5～10mm)→淬火→回火→機、電加工→第二次去應(yīng)力退火(留有余量2～5mm)→機、電加工→第三次去應(yīng)力退火(試模后)→鉗修→氮化。

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