一、壓鑄模的材料動(dòng)向焦莉。

　　壓鑄模最廣泛使用的材料是SKD61涯蜜，但由于壓鑄件的大型化其所需的模具也向大型發(fā)展，為了抑止模具的淬火變型和裂紋躺潘，需開發(fā)提高韌性的低變形急速冷卻技術(shù)真稚，提高模具材料的韌性水平。提高壓鑄的生產(chǎn)效率和降低成本需高循環(huán)周期運(yùn)行毕亲，高循環(huán)運(yùn)行與過去的模具相比由于冷卻不足而加大了熱負(fù)荷农帝，使模具的表面溫度上升從而使熱裂提早產(chǎn)生。由于內(nèi)部冷卻孔的增加和更接近型腔灰囤，內(nèi)部冷卻孔與型腔面的溫差使拉張熱應(yīng)力負(fù)荷增大剛性降低属诀，而易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂，使水漏連結(jié)到型腔從而降低了模具壽命锐拟。因而需要開發(fā)比SKD6l更能提高壽命的新型材料秉扑。

　　DAC是與SKD61差不多的材料也廣為使用，但其軔性要優(yōu)于SKD61调限。為了更加提高其韌性而開發(fā)的DAC—S比DAC軔性提高了60％舟陆。為了評(píng)價(jià)壓鑄模材料的韌性水平，北美壓鑄協(xié)會(huì)(NADCA)設(shè)定了AISI H13(相當(dāng)于SKD61)的夏氏沖擊值耻矮，為了更加穩(wěn)定模具壽命秦躯，又設(shè)定了更高品位等級(jí)的Prenium H13和Superion H13的夏氏沖擊值忆谓。DAC—P相當(dāng)于前者，DAC—S相當(dāng)于后者踱承。壓鑄模具的熱裂對(duì)策需具有高溫強(qiáng)度倡缠，一般來講韌性與強(qiáng)度是相反的關(guān)系，DAC—P和DAC—S由于其高清凈化和組織的致密化在室溫和高溫都與DAC有同等的強(qiáng)度茎活，在20度的室溫和600度的高溫都比DAC有高0.2％的耐力昙沦。

　　如前述要有比SKD61更高品位、大幅度提高壽命载荔、高溫強(qiáng)度和韌性都有較大提高的模具材料盾饮。作為壓鑄模高性能模具材料有：DACIO、DAC55懒熙、DAC45和最新開發(fā)ZHD435档价。DACI0：在600度溫度區(qū)域有優(yōu)越的強(qiáng)度和相當(dāng)于DAC的韌性。適用于電器囤乎、通信機(jī)器用形狀復(fù)朵精度高部件的精密壓鑄件靡黑。DAC45：在700度高溫比其他材料有更高的強(qiáng)度，同時(shí)具有抵抗軟化的特點(diǎn)槽顶，但與DAC相比韌性較差篙绎，在碎火冷卻方面要特別注意。適用于中小尺寸的壓鑄模具昭淋。DAC55亿隔；其特點(diǎn)是韌性高，初期可提高硬度墓枝，是韌性和強(qiáng)度可均衡的材料乃蔬，其使用壽命比SKD6l要高1.4倍∪萸遥可適用于汽車的缸體刁夺、缸蓋和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部件。

　　ZHD435亮隙。具有與DAC55同樣的軔性并可用于大型部件途凫，比DAC55有更高的高溫強(qiáng)度，在熱裂和壽命上比DAC55更為有利溢吻。

　　二维费、壓鑄模的機(jī)械加工。

　　壓鑄模的加工是保證質(zhì)量降低成本的重要方面促王，采用CAD／CAM／CAE的生產(chǎn)系統(tǒng)犀盟、五軸加工機(jī)、最新的刃具等加工模具，使模具質(zhì)量和生產(chǎn)效率在不斷進(jìn)步阅畴。其動(dòng)向有三個(gè)方面：以三維模型為基礎(chǔ)的加工方法倡怎，用加工中心的切削加工代替電火花加工，孔加工自動(dòng)化等三個(gè)方面贱枣。在三維模型方面监署，主要是模具設(shè)計(jì)徹底采用三維模型，NC數(shù)字編制的簡(jiǎn)易化纽哥，加工后質(zhì)量保證系統(tǒng)的構(gòu)筑等焦匈。電火花加工用加工中心來代替，主要原因是由于電極加工制作比切削加工要化更大的工作量嘹挨，所以用電火花加工主要因?yàn)槟＞哂欣邨l似的深溝形狀，現(xiàn)在深溝形狀也可能用切削加工來解決赁挚，從而使模具生產(chǎn)效率更加提高逮弛。孔加工的自動(dòng)化：模具有很多各種各樣的孔照腐，大體上可分為深100mm以內(nèi)但精度要求在H7～H8的淺孔和用于冷卻和放氣的100～600nun的深孔鞋会，但精度沒有淺孔那樣的要求』卟幔孔加工在模具加工中占用了很大一部分時(shí)間．再加上模具材質(zhì)硬(HRC48程度)更給孔加工代來困難填杀。在加工中心上采用品質(zhì)工學(xué)的評(píng)價(jià)技求，是在研究孔加工條件基礎(chǔ)上找到最好的目標(biāo)睦忘，加工中心上采用的最佳的數(shù)據(jù)焦厘，其結(jié)果使表面粗糙度提高了1／3、孔徑的偏差提高丁1／5砖啄、刃具的壽命提高了5倍以上绽脏。同時(shí)在曲面、斜面上的孔加工也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化蒸甜。

　　三棠耕、壓鑄模的表面處理。

　　有擴(kuò)散處理柠新、涂層窍荧、氮化+涂層等幾種方法。擴(kuò)散處理法雖有各種商品名稱恨憎，主要是N蕊退、C、S框咙、0單獨(dú)或復(fù)合擴(kuò)散的氮化咕痛、軟氮化、浸硫氮化、氧化茉贡、氮化+氧化處理等塞栅，有代表性的氮化處理時(shí)，形成化合物層(白層)其耐熔損性腔丧、耐過燒性放椰、耐粘著性好，而耐裂性差曹胚。反之玲禾，無化合物層僅形成擴(kuò)散層則耐熱裂性好，而耐熔損性济谢、耐過燒性盏掉、耐粘著性則差。最近擴(kuò)散處理趨向情腥，氧化處理或氮化+氧化復(fù)合處理為主流毙向，

　　適用于壓鑄模具的各種表面處理方法

　　1、擴(kuò)散處理氮化辰张、軟氮化浸硫氮化形负、氧氮化、氧化氮化＋氧化1軟氮化 2瓦斯氮化 3瓦斯軟氮化 4瓦斯氧氮化 5離子氮化欢巡、等離子氮化 6過激氮化 7 INIX 8高真空瓦斯復(fù)合 9 EH 10板磷鈉石

　　2瞒礼、涂層PVD

　　CVD

　　TDTiN  TiCH  TiAIN  CrN

　　TiN  TiCH  TiC  AL2O3

　　VC

　　3、氮化＋涂層氮化＋PVD

　　低溫＋TDTiN  TiCH  TiC  TiAIN

　　CrN  Cr (CN)

　　4致驶、擴(kuò)散處理＋涂層PCVD擴(kuò)散處理：N芯勘、C、B谱姓、O

　　涂層：l-Si-B-C-N-O

　　涂層有PVD法借尿、CVD法和TD工藝方法。由硬質(zhì)皮膜被覆法形成的陶磁涂層膜屉来，有優(yōu)良的耐溶損性路翻、耐過燒性、耐粘著性茄靠，但耐熱裂則很少有改善茂契。這樣的硬質(zhì)皮膜被覆法中CVD法和TD工藝方法在膜的密著上更好，但在處理上要1000度高溫模具容易產(chǎn)生變形和變寸慨绳。PVD法由于是低溫處理可抑止模具變形變寸掉冶，但在膜的密著性上比CVD法要差。氮化+涂層脐雪，其代表性方法是氮化+PVD法厌小。在氮化爐中僅形成氮化的擴(kuò)散層恢共，取出后在另外的PVD裝置中進(jìn)行模具各種涂層的方式。這樣的氮化+PVD其最表層膜具有耐溶損性璧亚、耐過燒性柴炉、耐粘著性，氮擴(kuò)散層則具有耐熱裂性价岭。但PVD法形成的膜在適用于復(fù)雜形狀的模具時(shí)有一定范圍的界限青竹。

　　(氮化+氧化)復(fù)合處理。壓鑄模具的表面處理在世界范圍的傾向冗吟，由過去的氮化俱报、浸硫氮化處理向應(yīng)用氧化處理發(fā)展。由于與氮化處理形成的鐵的氮化物相比演侍，高溫穩(wěn)定性高的鐵的氧化物哼狰，應(yīng)用于壓鑄模更能發(fā)揮其在溶損、過燒色递、粘著方面的效果凰番。(氮化+氧化)復(fù)合處理可在一個(gè)裝置中連續(xù)處理，時(shí)間可大幅度縮短寂贱。

　　另外，在可控氣氛中處理可形成沒有氮化擴(kuò)散層的化合物層的連續(xù)氧化處理澡呼，可以提高耐溶損性滋饲、耐過燒性、耐粘著性和耐熱裂性喊巍。
等離子CVD法(PCVD)屠缭。原料全用的是氣體，由于是等離子化學(xué)反應(yīng)形成的膜崭参，是低溫的密著性和致密性優(yōu)良的皮膜呵曹，可以很好的覆蓋復(fù)雜的產(chǎn)品。另外何暮，PCVD法可不破損真空一次工程在一個(gè)裝置內(nèi)將氮化等的擴(kuò)散硬化處理+硬質(zhì)皮膜的所謂復(fù)合處理簡(jiǎn)單的作成奄喂。因而PCVD可面向三維立體形狀物的壓鑄模具的處理。含硼氣體系統(tǒng)的PCVD作成新的硼擴(kuò)散處理(硼化)含硼皮膜海洼，例如：TiB跨新、TiBN、TiBCN坏逢、TiAIBN域帐、TiAIBCN0、TiAISiBCN0是整、BN赚朱、BCN等各種硬質(zhì)膜。如TiAIBN膜有4000Hv以上的硬度，被稱之謂超高級(jí)涂層谁班。選擇不同元素的組合笛蛋，可得到過去所沒有的高度的耐磨性、耐氧化性景捅、脫模性粘胧、潤(rùn)滑性從而使適應(yīng)各種不同要求的壓鑄模具性能有飛躍的提高。現(xiàn)己應(yīng)用的實(shí)例有：手機(jī)部件的鎂合金壓鑄模具赚懊，過去使用脫模劑诅潮，使用三萬(wàn)次左右就要因?yàn)楦g而需焊接修補(bǔ)，而且因使用脫模劑飛散的煙霧污染了環(huán)境你朝，由于飛邊毛刺使制品難以保持精度胜全。用PCVD法氮化擴(kuò)散硬化層+TiN／TiAN／TiAISiCN0多層膜應(yīng)用于該模具后，完全不用脫模劑爪只，可壓鑄用30萬(wàn)次琅功，延長(zhǎng)了模具壽命、改善了環(huán)境先嬉、抑制飛邊毛刺的產(chǎn)生轧苫、縮短了壓鑄節(jié)拍、提高了生產(chǎn)效率疫蔓。像機(jī)部件的成型含懊，過去每次都涂脫模劑，熔液流動(dòng)性差衅胀、產(chǎn)生皺皮岔乔、使制品加工出現(xiàn)問題、次廢品率高滚躯。此模具用氮化擴(kuò)散硬化層+TiN／TiAIN／TiAISiCNO多層膜后雏门，脫模劑用量只有過去的1／8以下、改善了流動(dòng)性掸掏、不再出現(xiàn)皺皮茁影、加工出漂亮的制品，并因而減少了消耗丧凤，提高了生產(chǎn)效率呼胚。汽車部件的成型，過去使用脫模劑大量噴霧成形伴严，約6萬(wàn)次就要焊接修補(bǔ)膳庵，而且鑄造缺陷多、不良率高贡垃。采用氮化擴(kuò)散硬化層+TiN／TiAIN／TiAISiCNO多層膜后描休，脫膜劑減少到1／2以下掷戚，鑄造提高到12萬(wàn)次以上。不僅延長(zhǎng)了模具壽命肥册，而且抑止了鑄造缺陷猫郎、降低了消耗，改善了生產(chǎn)環(huán)境严荷。由于PCVD法復(fù)合處理效果矩修，提高了耐熱裂性、耐過燒性啼康、耐粘著性厅揍。在鋁壓鑄方面已有不用脫模劑，鑄造在100萬(wàn)次以上的壓鑄模具凑逗。

　　四弹惦、壓鑄模具的壽命和熱處理

　　壓鑄模壽命低的原因涉及很多因素，材料悄但、加工棠隐、熱處理、維護(hù)檐嚣、修補(bǔ)等各種復(fù)雜的因素助泽，都會(huì)對(duì)模具壽命產(chǎn)生影響。在鑄造過程中模具的熱疲勞現(xiàn)象是模具鋼的韌性嚎京、延展性报咳、裂紋進(jìn)展速度等和材料的特性有關(guān)，操作過程產(chǎn)生機(jī)械的應(yīng)力也是其起因挖藏。另一方面，溶損現(xiàn)象厢漩，由于模具材料和熔觸金屬的反應(yīng)性和接觸磨擦也有很大不同膜眠。反應(yīng)形態(tài)也由于壓鑄金屬種類(AI、Mg溜嗜、Zn等)的不同而有差異宵膨。另外，在操作過程中模具的穩(wěn)定性和提高壽命也與其維護(hù)修補(bǔ)技術(shù)有很大關(guān)系丢墅，如電加工變質(zhì)層的改善兔憨、焊接條件的選擇、變形的調(diào)正等莽简。

　　模具鋼材的熱處理扶楣，是有效的發(fā)揮材料的機(jī)能和性能非常重要的基礎(chǔ)技術(shù)，熱處理好壞其性能有顯著的不同淹宽。再好的鋼材沒有適當(dāng)?shù)臒崽幚聿嵌荆＞咴诓僮鬟^程中會(huì)因而產(chǎn)生熱裂矿钩、割裂、耐蝕性耐磨性降低等很多故障遣株。近年來模具鋼的熱處理多采用真空氣體加壓型熱處理爐蛀家，主要是由于可改善操作環(huán)境、可對(duì)模具進(jìn)行光亮熱處理革哄、冷卻時(shí)有高的加壓力馅溉、可制造大型熱處理爐等。真空加壓氣體冷卻方式庭叙，歷來的水淬火劲阎、油淬火、聚合物淬火涧衙、鹽浴淬火等哪工，近年來可大體上達(dá)到同樣的冷卻速度，也可以作到軟點(diǎn)少的處理弧哎。近年來隨同模具的大型化雁比，開發(fā)了提高淬火性能的大型模具用的鋼種。大型模具的熱處理由于表層同中心部位的冷卻速度有很大的不同撤嫩，不均衡的熱處理而產(chǎn)生變形偎捎、變寸、割裂等問題序攘。因而在冷卻過程中控制好內(nèi)外溫度差別是非常重要的茴她，再好的鋼種，不穩(wěn)定的熱處理是難以發(fā)揮其特性的程奠。北美壓鑄協(xié)會(huì)對(duì)壓鑄模的材料丈牢、熱處理的質(zhì)量要求、制定了標(biāo)準(zhǔn)瞄沙，其主要項(xiàng)目有：1已箫、材料成分2、硬度(退火坟荤、淬火－回火處理)3蕴节、材料的清潔度(由ASTM、A－681挽沧、Sec6來判定)4贷弧、超音波探傷試驗(yàn)(內(nèi)部缺陷檢查)5、沖擊試驗(yàn)(軔性糙官、延展性判定)6窟潜、結(jié)晶粒度7、微偏析8鱼催、退火組織等羞喻。各國(guó)伴零、各地區(qū)、供應(yīng)商区膨、生產(chǎn)企業(yè)塒模具用鋼材感桌、模具加工、熱處理等各各方面都能這樣有統(tǒng)一的認(rèn)以馋袜，對(duì)提高壓鑄模的質(zhì)量和生產(chǎn)是有好處的男旗。

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