關(guān)于壓鑄模延長壽命問題，一直受到關(guān)注篙梢。合理選擇壓鑄模成型零件的材料已得到廣大壓鑄模制造商訂貨方的重視顷帖。因為壓鑄模材料的選擇是壓鑄模壽命短的基本條件。

　　從上世紀50年代起渤滞，國內(nèi)普遍采用原蘇聯(lián)的3*2B8Ф鋼贬墩，即國內(nèi)牌號3Cr2W8V鋼，一般壓鑄1～2萬次型腔開始產(chǎn)生發(fā)狀裂紋妄呕，壓鑄模壽命為5～6萬次就報廢了陶舞。

　　上世紀70年代末，我們在翻譯日本壓鑄協(xié)會制訂的DCSPl鋁合金壓鑄標準和DCSP2鋅合金壓鑄標準時绪励；對標準中所規(guī)定的壓鑄模材料與美國肿孵、西德、英國疏魏，瑞典和蘇聯(lián)等國模具鋼進行了比較和分析停做，發(fā)現(xiàn)國外普遍采用鉻鉬釩鋼，因為從有關(guān)研究報告結(jié)論看出大莫，鉬鋼與鎢鋼持久性沒有差別蛉腌，而鎢鋼比鉬鋼容易形成熱交變裂紋。因此我們選用了4Cr5MoSiVl鋼進行試驗研究恃姨，請撫順鋼廠按我們研究制訂的技術(shù)條件(原則上是按美國H13 ASTM681—76的化學成分，日本DCS中圭定的對模具原材料要求)進行熔煉窝秤，其關(guān)鍵是：

　　(1)化學成分宴今、雜質(zhì)含量應(yīng)符合要求。

　　(2)采用電渣冶煉幽州，避免鋼錠鑄造時產(chǎn)生偏析和因收縮引起的缺陷换攘，使鋼錠致密性、純潔度高匙戚、有害雜質(zhì)和非金屬夾雜物低椎颓，晶界較純法，成分潭三、組織較均勻最阿。

　　(3)要求鋼材鍛造比能達到4S以上掀塞。

　　用該鋼加之嚴格的模具制造工藝，所作的壓鑄模使用壽命達25萬次以上貌砖。

　　可以說喂很，H13鋼是我們從美國引進的優(yōu)良鋼種之一，我國壓鑄模國家標準制訂時皆刺，作為重點推廣鋼種少辣。

　　至目前為止，該鋼種和近似鋼號羡蛾，如：國際標準化組織(ISO>的40CrMoV5漓帅，日本(JIS)的SKD61、韓國(KS)的STD61痴怨，歐共體(EN)的X40CrMoV 5—1-1忙干、意大利(UNl)的X40CrMoV5—1-1KU、德國(DIN)的X40CrMoV 5—1腿箩、英國(BS)的BHl3豪直、法國(NF)的X40CrMoV 5、俄羅斯的4X5M qb 1C及一些商業(yè)牌號8407：．QR90,GS-344M等等珠移。

　　因為H13鋼是一種強韌兼有的空冷硬化型熱作模具用鋼弓乙。該鋼的主要特征是：

　　 (1)具有高的淬透性和高的韌性；

　　 (2)優(yōu)良的抗熱裂能力钧惧，在工作場合可予以水冷暇韧；

　　 (3)具有中等耐磨能力，還可以采用滲碳或滲氮工藝來提高其表面硬度叮歧，但要略微降低抗熱裂能力作两；

　　 (4)因其含碳量較低，回火中二次硬化能力較差：

　　 (5)在較高溫度下具有抗軟化能力菌秘，但使用溫度高于540袒覆。C(1000。F)硬度出現(xiàn)迅速下降(即能耐工作溫度為540及奋。C)鱼虽。

　　(6)熱處理的變形小婶祥；

　　 (7)中等和高的切削加工性：

　　 (8)中等抗脫碳能力付准。

　　H13鋼其含碳量在o．5％1jA下，另含Cr阴迹、W佩艇、MO和v合金元素，鋼的含Cr量為5％左右，它和其它碳化物形成元素一起提供給鋼具有較高的淬透性和好的抗軟化能力送丰，所以該鋼在空冷條件下能夠淬硬缔俄，其最大淬火硬度在55HRC左右。

　　延長壓鑄模壽命蚪战，除要選用好優(yōu)質(zhì)鋼材外牵现，還應(yīng)該注意以下問題：

　　1、鑄件及壓鑄模設(shè)計應(yīng)合理

　　由于鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計上的不合理邀桑，導(dǎo)致模具中存在著細薄的截面瞎疼，成為斷裂的根源。斜度值的不合理壁畸，引起抽芯贼急，開模或取件時的擦傷捏萍。型腔壁面交界處的倒角太抓，稍有疏漏，造成應(yīng)力集中裂紋令杈。澆注系統(tǒng)的設(shè)計中走敌，在流向、截面積棋眠、壓射速度等控制不當蛙饮，造成對型壁或型芯的沖蝕。金屬液進入型腔后形成的渦流滋样，由于渦芯部分的流速為無窮大迁搜，對模面起到強烈的鏤蝕作用，造成局部拉毛督阿；宣葡，模具的剛度不足，由于片面地強調(diào)節(jié)約鋼材畴制，導(dǎo)致早日變形或斷裂的情況椰墩，時有發(fā)生。在各構(gòu)件配合精度等級如選用不當译快，或者是由于有余隙的存在喊傻，引起導(dǎo)熱率的下降，進早地產(chǎn)生熱疲勞悄济，或者是由于裝配尺寸過緊秫辨，形成予應(yīng)力扼菠，壓鑄過程中模具出現(xiàn)爆裂摄杂。在現(xiàn)代的模具結(jié)構(gòu)中已考慮采用快速頂出機構(gòu)，在這里，一方面是為了提高生產(chǎn)效率析恢，另一方面也是為了減少鑄件的留模時間墨坚，卸除模具材料的熱載荷。在壓鑄模設(shè)計中映挂，盡可能減少鑲拼泽篮，以增強型腔的剛度。

　　模具設(shè)計時要充分考慮模具的熱平衡柑船，使模具維持穩(wěn)定帽撑，較合理的工作溫度，因為在壓鑄過程中鞍时，熔融金屬注入模具型腔內(nèi)亏拉，在極短的時間內(nèi)釋放出大量的熱量，促使模具的溫度提高逆巍；同時及塘，模具通過傳導(dǎo)、對流厚较、輻射以及模具表面噴涂與冷卻水吸收部分熱量坊蜂，使模具溫度下降，經(jīng)過一段時間蚤岗，模具溫度達到一個平衡點卢俯，這時模具的溫度就不發(fā)生大的變化，這一個平衡點的溫度對穩(wěn)定生產(chǎn)是很重要生纫，鑄造質(zhì)量和生產(chǎn)率在很大程度上取決于模具熱控制能力掀舷。在考慮模具熱平衡時，首先要確定平衡點的溫度都陵，由于模具各個部位存在溫度梯度幅猖，且在一個循環(huán)周期溫度下不斷變化，考慮到鑄件壁厚的差別造轴，這個平衡溫度一般控制在合金澆注溫度的40％～50％范圍內(nèi)梢翼。

　　因此一些模具應(yīng)設(shè)計冷卻系統(tǒng)。

　　冷卻水管的位置胀邀、形狀雪怠、管徑、冷卻水的溫度戚嗅、流速等對模具的溫度分布有重影響雨涛，從而影響模具的壽命。如冷卻水管靠近模具表面懦胞，可提高模具的熱疲勞壽命替久，但會增加水道內(nèi)表面的拉伸應(yīng)力凉泄。有的工廠經(jīng)驗是：

　　 (1)一次澆注合金總量(含澆排系統(tǒng))在1509以下時，澆口和分流錐進行冷卻蚯根；

　　 (2)一次澆注合金總量在1509一2009時后众，澆El套、分流錐以及動定模的澆口附近各設(shè)置一個l／4ineh的冷卻水道或2個點冷卻颅拦；

　　 (3)一次澆注合金總量在2509一5009時蒂誉，在動定模靠近內(nèi)澆口附近再增加一個l／4ineh的冷卻道或2～3個點冷卻距帅；

　　 (4)大于5009時右锨，再相應(yīng)增加冷卻水道或改變冷卻水道的形狀，把直道變成L形或U型碌秸，把管徑改為3／8inch從而增加冷卻面積陡蝇；

　　 (5)模具上較大的滑快和大于25ram受熱較大的型芯也應(yīng)設(shè)置直冷卻水道或點冷卻；

　　 (6)冷卻水管距模具型腔或澆道的距離一般在20mm钧鸥。32mm面塌，在分流錐和內(nèi)澆口處熱量集中處可近一點，但最小也要大于冷卻管的直徑膏莽；

　　 (7)為了降低龜裂的傾向嘱疑，可把冷卻水加熱到50℃左右，但不能低于20体六。C仁灶，同時，為避免模具過度冷卻應(yīng)適時調(diào)節(jié)水的流量挥桑。

　　2豪杉、保證模具的加工質(zhì)量

　　模具在磨削加工過程中由于砂輪的不夠鋒利，引起摩擦熱达玉，會引起表面出現(xiàn)磨削裂紋豆玖。此外由于磨削應(yīng)力的存在，也會降低模具的熱疲勞能力蹲居。

　　型腔表面沙峻，特別是澆道表面光潔度不高或者型面有少量擦傷及劃線痕跡處，都是裂紋源两芳。模具鑲塊與套板之間的配合精度選用不當摔寨，或者由于過松影響熱傳導(dǎo)效率或者由于過緊，產(chǎn)生予應(yīng)力而使套板碎裂怖辆。模具與機器之間安裝精度是复，包括平行度與垂直度，皆可能影響導(dǎo)件的過早磨損竖螃。對于用電火花加工的模具應(yīng)用日廣的今天淑廊，在加工過程中翼闹，由于局部高溫形成表層下的回火
區(qū)。該區(qū)在組織上及化學成分與其體不同蒋纬，硬度高，再加上表面存在著殘余應(yīng)力坚弱，加工后型面易形成細微裂紋蜀备。必須要進行拋光處理。

　　3荒叶、采用最佳模具熱處理規(guī)范

　　作為壓鑄模具的材料應(yīng)具有較高的熱強性和回火穩(wěn)定性晾晕，這樣才有可能獲得高的熱疲勞抗力和耐磨性。

　　壓鑄鋅钻字、鋁窃等、鎂合金，壓鑄模與金屬液接觸部分的零件一般是采用4Cr5MoVl哈痘、3Cr2W8V或國外相當?shù)牟牧系碜迹瑹崽幚硪?4—48HRC，壓鑄銅合金為38．42HRC鼎派。壓鑄模使用驗收前需經(jīng)過消除應(yīng)力處理烁讨。一般新壓鑄模壓鑄5000～10000次以后進行第一次去應(yīng)力回火為，以后每壓鑄10000～20000次后進行去應(yīng)力處理径候，去應(yīng)力回火溫度比原來火溫度低30么养。50℃。

　　4速袁、模具高能量密度表面強化處理

　　高能量密度表面強化是材料表面施加極高能量协固，使之發(fā)生物理化學變化，以達到強化的目的绳匀。其主要特點是：工序簡單芋忿，過程迅速，零件變形小疾棵，生產(chǎn)效率高盗飒。其中以采用電火花表面強化工藝是一項減少表面沖蝕，防止金屬與模面咬合陋桂，提高使用壽命的有效途徑之一逆趣。其原理系利用脈沖電路的充分放電原理，將硬質(zhì)合金制成的電極(Y68)嗜历，接通電源的正極宣渗、金屬工件接通電源的負極、二者在空氣中作周期性地接觸梨州，引起氣隙放電痕囱，形成火花與高溫田轧。在高溫作用下，碳化鎢從電極上升華釋放鞍恢，在工件的表面產(chǎn)生并完成一系列包括：重熔傻粘，沉積、擴散溶隅、化合及淬硬的過程迹遏，使被涂復(fù)的工件表面形成一層成分均勻，結(jié)構(gòu)致密龄冀，高硬度的碳化鎢沉積層懒俊，其表面硬度可達到HVl 100～1400。強化層與基體結(jié)合牢固圆如。耐沖擊钮瘪，不剝落。強化處理時游颅，工件處于冷態(tài)湿铃，放電點極小，時間短诞昧，無退火及變形洲稽。經(jīng)強化后的模具，無論在耐熱性刃勤、耐蝕性蚂朽，及耐磨性方面，都有很好的成效湖饱。

　　5掖蛤、壓鑄模的使用，應(yīng)該有嚴格的操作規(guī)范井厌，如：

　　 (1)模具預(yù)熱及保持熱平衡

　　模具中應(yīng)力的大小與模具有的溫度梯度成正比蚓庭。因此適當?shù)靥岣哳A(yù)熱溫度是能夠理解的。但是過高的預(yù)熱溫度使型腔的表面接觸溫度也高仅仆，有損材料的屈服強度器赞，對模具的抗熱疲勞性能是不利的。此外模具在服役過程中墓拜，始終保持處于熱平衡狀態(tài)港柜，已成為提高模具壽命，增加生產(chǎn)效率和保證鑄件的致密性方面的重要手段咳榜。對于冷卻水道的布置以及熱油加熱夏醉、冷卻控制設(shè)備的應(yīng)用，首先以測出模具溫度場的分布作為依據(jù)涌韩。另外畔柔，操作過程中的節(jié)奏性和連續(xù)性匙杏，再加上模具溫控裝置的配合使用，都可以保持模具最佳的熱平衡狀態(tài)創(chuàng)造條件布橄。

　　(2)模具涂料

　　涂料的復(fù)膜性對保護模具材料起到重要的作用充陷。凡是涂料未能勻復(fù)之處，皆有受到侵蝕的危險荠涂。美國對于模具表面噴涂時液滴的形式與散布面積的大小作了機理上的探討徊儿，西德也有類似研究工作的報導(dǎo)。他們認為：噴涂到高溫度模具上涂料的液滴乳的，會產(chǎn)生高的蒸氣壓力，而不易吸附于型面上武瘟，引起脫離和賤落硼环，未能充分潤濕型面使模具壽命受到影響。根據(jù)機理分析茴典，涂料液滴應(yīng)先成球狀與型面接觸狰宗，然后攤平成橢圓形而增加了接觸面積再進一步鋪平成膜，達到均勻復(fù)蓋的目的消院。為此要求模具溫度不宜超過所謂“潤濕溫度”范圍甘沾。其最佳方案是提高噴涂壓力，使液滴得到較高的動能穴店，壓制了液滴的凝聚現(xiàn)象撕捍，達到不致快速汽化的目的。

　　在選用壓鑄模涂料方面泣洞，要力盡采用對模具型腔腐蝕性小涂料忧风，以減輕對模具的腐蝕。

　　(3)模具的檢修

　　模具在服役過程中定期進行觀察與檢修球凰，至關(guān)重要狮腿。在生產(chǎn)中由于支承板、套板成模塊呕诉、抽芯機構(gòu)缘厢、推出機構(gòu)等的變形；堅固螺栓的松動都是導(dǎo)致模具早期破壞的重要原因甩挫。

　　 (4)壓鑄模安裝與使用操作規(guī)程：

　　 ①壓鑄模使用前贴硫，必須了解模具基本結(jié)構(gòu)。

　　 ②打開動伊者、定模去除油封夜畴，擦凈模具上的污物及銹蝕。

　“龀ぁ③檢查模具活動部分的惕，如滑塊尺澜、推桿、復(fù)位桿等位置是否準確补屎，有無歪斜現(xiàn)象厅肩；固定的零件，不得相對竄動臣搏。

　∏葜啤④檢查型面、型芯陨否、導(dǎo)柱膜却、斜拉桿等，不應(yīng)有碰傷凹痕殃通，裂紋等缺陷攘默，裝配的位置必須正確。

　∥袈А⑤有水冷系統(tǒng)的模具玲销，冷卻水路應(yīng)暢通，不應(yīng)有滲漏現(xiàn)象摘符，注意進水口與出水口不要搞錯贤斜。

　　⑥有液壓抽芯的模具逛裤，要檢查液壓抽拔器安裝是否正確瘩绒，動作是否靈活，調(diào)整好抽芯距離带族。

　〔菅取⑦模具吊裝時，吊環(huán)螺釘炉菲，強度應(yīng)符合GB825的規(guī)定堕战，吊車及模具在移動中注意不要撞壞壓鑄機，特別是
控制柜和大扛拍霜。

　≈龆⑧模具安裝時，注意澆口套對準壓機的容杯(壓鑄機的壓射部分高低祠饺，可根據(jù)模具外形尺寸調(diào)節(jié))腔益；安裝模具的壓板及螺栓，必須將模具堅固络峦，不能松動舰打。

　　⑨澆注前模具預(yù)熱按壓鑄工藝進行，不應(yīng)用合金液直接燙模凫荡。

　】杉簟⑩合理的噴涂涂料，模具的冷卻盡可能使用模溫機功抠。

　〉囚妗⑾嚴禁用硬鋼棒鐵榔頭敲擊模具，卸模具活動部分受小型芯耘昙，只能用軟的銅沈路、鋁或鉛棒、木榔頭谓墨。

　〖恿⑿模具粘鋁用油石打光時．注意不要將模具型腔、型芯磨成倒斜度或凹陷怒见。

　∷状取⒀固模具長期不使用入庫前應(yīng)擦洗干凈，所有零件表面應(yīng)涂復(fù)防銹劑速种，運輸時防止磕碰姜盈，保證模具完好無損低千。

　∨湔蟆⒁模具壓鑄一定數(shù)量后，進行消除應(yīng)力處理示血。

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