今天給各位分享壓鑄模具被強化的知識，其中也會對壓鑄模具的作用進行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開始吧！

本文目錄：

• 1、模具常用鋼材的特性和熱處理方法
• 2、模具表面硬化和強化的目的和方法是什么?
• 3、請問壓鑄到底有什么特點？
• 4、模具的表面強化熱處理有哪些
• 5、提高壓鑄模具壽命的措施
• 6、鋁合金壓壓鑄模具母材H13，已真空熱熱處理至HRC48度，補焊能達到嗎？

模具常用鋼材的特性和熱處理方法

常用沖裁模具主要零件材料的性能及熱處理工藝

一．模具鋼的分類及發(fā)展

模具用鋼主要分三大類，冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼。

目前我國常用的冷作模具鋼仍多是碳素工具鋼（T7A、T8A、T10A、T12A）、低合金工具鋼CrWMn、高碳高鉻鋼Cr12、Cr12MoV、高速鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等傳統(tǒng)的典型鋼種，不過也引進。研制了多種新的鋼種以適應(yīng)不斷提高的要求。

熱作模具鋼主要用于制造高溫狀態(tài)下進行壓力加工的模具，如熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓模具等。隨鍛壓機械能力的加大、加工件形狀的復雜化，尤其是被加工材料加工難度的增大，如加工鈦合金、高合金鋼、不銹鋼和耐熱鋼，模具趨向大型化、高性能。對熱作模具用鋼性能的要求也越來越高，傳統(tǒng)的熱作模具鋼5CrNiMo和5CrMnMo鋼由于熱強性、熱穩(wěn)定性較低、易龜裂和塌陷，使用壽命短。3Cr2W8V鋼由于鎢含量高、耐熱振性較差、易熱疲勞，導致龜裂等缺陷。近年來，一些具有較高的熱強性、高的熱疲勞性和良好的韌性的新型熱作模具鋼相繼問世。

二． 沖裁模

沖裁模具，是在冷沖壓加工中，將金屬或非金屬加工成零件或半成品的一種特殊工藝裝備。是沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。

當被沖裁加工的材料較硬或變形抗力較大時，沖模的凸、凹模應(yīng)選取耐磨性好、強度高的材料。而導柱導套則要求耐磨和較好的韌性，故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。又如，碳素工具鋼的主要不足是淬透性差，在沖模零件斷面尺寸較大時，淬火后其中心硬度仍然較低，但是，在行程次數(shù)很大的壓床上工作時，由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點。對于固定板、卸料板類零件，不但要有足夠的強度，而且要求在工作過程中變形小。另外，還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強化的方法提高模具零件的性能。對于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，應(yīng)選取有足夠硬度、強度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼，同時應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。

所以在制造沖裁模具的材料應(yīng)有一定的選擇，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。

1．碳素工具鋼：在模具中應(yīng)用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等，優(yōu)點為加工性能好，價格便宜。但淬透性和紅硬性差，熱處理變形大，承載能力較低。

2.低合金工具鋼：低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入了適量的合金元素。與碳素工具鋼相比，減少了淬火變形和開裂傾向，提高了鋼的淬透性，耐磨性亦較好。用于制造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV、6CrNiSiMnMoV等。

3. 高碳高鉻工具鋼：常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1，它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性，熱處理變形很小，為高耐磨微變形模具鋼，承載能力僅次于高速鋼。但碳化物偏析嚴重，必須進行反復鐓拔（軸向鐓、徑向拔）改鍛，以降低碳化物的不均勻性，提高使用性能。

4. 高碳中鉻工具鋼：用于模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它們的含鉻量較低，共晶碳化物少，碳化物分布均勻，熱處理變形小，具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。與碳化物偏析相對較嚴重的高碳高鉻鋼相比，性能有所改善。

5. 高速鋼：高速鋼具有模具鋼中最高的的硬度、耐磨性和抗壓強度，承載能力很高。模具中常用的有W18Cr4V和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2以及為提高韌性開發(fā)的降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V。高速鋼也需要改鍛 ，以改善其碳化物分布 。

6. 基體鋼：在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素，適當增減含碳量，以改善鋼的性能。這樣的鋼種統(tǒng)稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞強度和韌性均優(yōu)于高速鋼，為高強韌性冷作模具鋼，材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有 6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si、5Cr4Mo3SiMnVAL等。

模具表面硬化和強化的目的和方法是什么?

模具表面硬化和強化的目的是為了增加模具的使用壽命，一般采用的方法是滲氮，滲氮的優(yōu)點是對已做成的模具加熱溫度低，模具不容易變形。尤其是一些在進行熱處理前已經(jīng)試過模的模具特別重要。如果按照常規(guī)進行淬火的話，試過的模具就會組裝不上了。這種方法一般在壓鑄模具里經(jīng)常采用。

請問壓鑄到底有什么特點？

壓鑄(英文:die casting)是一種金屬鑄造工藝，其特點是利用模具內(nèi)腔對融化的金屬施加高壓。模具通常是用強度更高的合金加工而成的，這個過程有些類似注塑成型。大多數(shù)壓鑄鑄件都是不含鐵的，例如鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金以及它們的合金。根據(jù)壓鑄類型的不同，需要使用冷室壓鑄機或者熱室壓鑄機。

鑄造設(shè)備和模具的造價高昂，因此壓鑄工藝一般只會用于批量制造大量產(chǎn)品。制造壓鑄的零部件相對來說比較容易，這一般只需要四個主要步驟，單項成本增量很低。壓鑄特別適合制造大量的中小型鑄件，因此壓鑄是各種鑄造工藝中使用最廣泛的一種。同其他鑄造技術(shù)相比，壓鑄的表面更為平整，擁有更高的尺寸一致性。

在傳統(tǒng)壓鑄工藝的基礎(chǔ)上誕生了幾種改進型的工藝，包括減少鑄造缺陷排除氣孔的無孔壓鑄工藝。主要用于加工鋅，可以減少廢棄物增加成品率的直接注射工藝。還有由通用動力公司發(fā)明的精速密壓鑄技術(shù)以及半固態(tài)壓鑄等等新式壓鑄工藝。

傳統(tǒng)壓鑄工藝主要由四個步驟組成，或者稱做高壓壓鑄。這四個步驟包括模具準備、填充、注射以及落砂，它們也是各種改良版壓鑄工藝的基礎(chǔ)。在準備過程中需要向模腔內(nèi)噴上潤滑劑，潤滑劑除了可以幫助控制模具的溫度之外還可以有助于鑄件脫模。然后就可以關(guān)閉模具，用高壓將熔融金屬注射進模具內(nèi)，這個壓力范圍大約在10到175兆帕之間。當熔融金屬填充完畢后，壓力就會一直保持直到鑄件凝固。然后推桿就會推出所有的鑄件，由于一個模具內(nèi)可能會有多個模腔，所以每次鑄造過程中可能會產(chǎn)生多個鑄件。落砂的過程則需要分離殘渣，包括造模口、流道、澆口以及飛邊。這個過程通常是通過一個特別的修整模具擠壓鑄件來完成的。其它的落砂方法包括鋸和打磨。如果澆口比較易碎，可以直接摔打鑄件，這樣可以節(jié)省人力。多余的造模口可以在熔化后重復使用。通常的產(chǎn)量大約為67%。

高壓注射導致填充模具的速度非?？?，這樣在任何部分凝固之前熔融金屬就可填充滿整個模具。通過這種方式，就算是很難填充的薄壁部分也可以避免表面不連續(xù)性。不過這也會導致空氣滯留，因為快速填充模具時空氣很難逃逸。通過在分型線上安放排氣口的方式可以減少這種問題，不過就算是非常精密的工藝也會在鑄件中心部位殘留下氣孔。大多數(shù)壓鑄可以通過二次加工來完成一些無法通過鑄造完成的結(jié)構(gòu)，例如鉆孔、拋光。

模具的表面強化熱處理有哪些

模具表面強化處理工藝主要有氣體氮化法、離子氮化法、電火 花表面強化法、滲硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表面強化 法、離子注入法、等離子噴涂法等。

（1）氣體軟氮化：使氮在氮化溫度分解后產(chǎn)生活性氮原子，被 金屬表面吸收滲入鋼中并且不斷自表面向內(nèi)擴散，形成氮化層。模 具經(jīng)氮化處理后，表面硬度可達950?1200HV，使模具具有很高 的紅硬度和高的疲勞強度，并提高模具表面的光潔度和抗咬合

能力

。

（2）離子氮化：將待處理的模具放在真空容器中，充以一定壓 力的含氮氣體（如氮或氮氫混合氣），然后以被處理模具作陰極， 以真空容器的罩壁作陽極，在陰陽極之間加400?600V的直流電 壓，陰陽極間便產(chǎn)生輝光放電，容器里的氣體被電離，在空間產(chǎn)生 大量的電子與離子。在電場的作用下，正離子沖向陰極，以很高的 速度轟擊模具表面，將模具加熱。正離子沖入模具表面，獲得電子，變成氮原子被模具表面吸收，并向內(nèi)擴散形成氮化層。應(yīng)用離 子氮化法可提高模具的耐磨性和疲勞強度。

（3）電火花表面強化：這是一種直接利用電能的高能量密度對 模具表面進行強化處理的工藝。它是通過火花放電的作用，把作為 電極的導電材料滲進金屬工件表層，從而形成合金化的表面強化 層，使工件表面的物理、化學性能和力學性能得到改善。例如采用 WC、TiC等硬質(zhì)合金電極材料強化高速鋼或合金工具鋼表面，可 形成顯微硬度1100HV以上的耐磨、耐蝕和具有紅硬性的強化層， 使模具的使用壽命明顯提高。電火花表面強化的優(yōu)點是設(shè)備簡單、 操作方便，處理后的模具耐磨性提高顯著；缺點是強化表面較粗 糙，強化層厚度較薄，強化處理的效率低。

（4）滲硼：由于滲硼層具有良好的紅硬性、耐磨性，通過滲硼 能顯著提高模具表面硬度（達到1300?2000HV)和耐磨性，可廣 泛用于模具表面強化，尤其適用于處理在磨粒磨損條件下的模具。 但滲硼層往往存著較大的脆性，這也限制了它的應(yīng)用。

（5）TD熱處理：在空氣爐或鹽槽中放入一個耐熱鋼制的坩堝， 將硼砂放入坩堝加熱熔化至800?1200℃，然后加入相應(yīng)的碳化物 形成粉末（如欽、鋇、鈮、鉻），再將鋼或硬質(zhì)合金工件放入坩堝 中浸漬保溫1?2h，加入元素將擴散至工件表面并與鋼中的碳發(fā)生 反應(yīng)形成碳化物層，所得到的碳化物層具有很高的硬度和耐磨性。

（6）CVD法（化學氣相沉積)：將模具放在氫氣（或其它保護 氣體）中加熱至900?1200℃后，以其為載氣，把低溫汽化揮發(fā)的 金屬化合物氣體如四氯化鈦和甲烷（或其它碳氫化合物）蒸氣帶入 爐中，使TiCl4中的鈦和碳氫化合物中的碳（以及鋼表面的碳分） 在模具表面進行化學反應(yīng)，從而生成一層所需金屬化合物涂層（如 碳化欽）。

（7）PVD法：在真空室中使強化用的金屬原子蒸發(fā)，或通過荷 能粒子的轟擊，在一個電流偏壓的作用下，將其吸引并沉積到工件 表面形成強化層。利用PVD法可在工件表面沉積碳化鈦、氮化 鈦、氧化鋁等多種化合物。

（8）激光表面強化：當具有一定功率的激光束以一定的掃描速 度照射到經(jīng)過黑化處理的模具工作表面時，將使模具工作表面在很 短時間內(nèi)由于吸收激光的能量而急劇升溫。當激光束移開時，模具 工作表面由基材自身傳導而迅速冷卻，從而形成具有一定性能的表 面強化層，其硬度可提高15%?20%，此外還具有耐磨性高、節(jié) 能效果顯著以及可改善工作條件等優(yōu)點。

（9）離子注入：利用小型低能離子加速器，將需要注入元素的 原子，在加熱器的離子源中電離成離子，然后通過離子加熱器的高 電壓電場將其加熱，成為高速離子流，再經(jīng)過磁分析器提煉后，將 離子束強行打入置于靶室中的模具工作表面，從而改變模具表面的 顯微硬度和表面粗糙度，降低表面摩擦系數(shù)，最終提高工件的使用 壽命。

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)參照北美壓鑄學會(NADCA 207—2003)的規(guī)定。建議由模具鋼材生產(chǎn)商負責模具的熱處理，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雜件的模具，應(yīng)適當降低硬度(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?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、標記和頂桿。這些都會引起模具過早的龜裂，也會使字樣標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，這一層的化學成分、金相組織、力學性能( 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?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。可見鋁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?、定模多次交換噴涂的方法，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，甚至會出現(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。當模具型腔表面粗糙度變大后，要進行很好的拋光處理。當產(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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鋁合金壓壓鑄模具母材H13，已真空熱熱處理至HRC48度，補焊能達到嗎？

h13模具鋼熱處理到HRC48-52度最好。但根據(jù)不同的模具使用要求，要作調(diào)整。

h13模具鋼熱處理工藝過程：

1、預(yù)先熱處理 市場上供應(yīng)的H13鋼鋼材和模坯，在鋼廠都已作好退火熱處理，保證了具有良好的金相組織，適當?shù)挠捕?，良好的加工性，無需再進行退火。但制造廠進行改鍛后破壞了原來的組織和性能，增加了鍛造應(yīng)力，必須進行重新退火。

等溫球化退火工藝為：860～890℃加熱保溫2h，降溫到740～760℃等溫4h，爐冷到500℃左右出爐。

2、淬火及回火 要求韌性好的模具淬火工藝規(guī)范：加熱溫度1020～1050℃，油冷或空冷，硬度54～58HRC；要求熱硬性為主的模具淬火工藝規(guī)范、加熱溫度1050～1080℃，油冷，硬度56～58HRC。

推薦回火溫度：530～560℃，硬度48～52HRC；回火溫度560～580℃；硬度47～49HRC。

回火應(yīng)進行兩次。在500℃回火時，出現(xiàn)回火二次硬化峰，回火硬度最高，峰值在55HRC左右，但韌性最差。因此，回火工藝應(yīng)避開500℃左右為宜。根據(jù)模具的使用需要，在540～620℃范圍內(nèi)回火較好。

淬火加熱應(yīng)進行兩次預(yù)熱（600～650℃，800～850℃），以減少加熱過程產(chǎn)生熱應(yīng)力。

3、化學熱處理 H13鋼若進行氣體滲氮或氮碳共滲可使模具進一步強化，但其氮化溫度不應(yīng)高于回火溫度，以保證心部強度不降低，從而提高模具的使用壽命。

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