來源：壓鑄模具 分類：問題解決方案

壓鑄模具在使用中由于生產(chǎn)的高效率,模具溫度的升高和降低急熱急冷變化非常劇烈，模具型腔部分溫度基本上一直在160℃-350℃不停的周期性的變化，以鋁壓鑄模為例，鋁的熔點(diǎn)為580-740℃，使用時，鋁液溫度控制在650-720℃，壓鑄模具一直處于熱漲冷縮的往復(fù)疲勞狀態(tài),另一方面受到金屬液的高速高壓直接沖刷、磨損、高溫氧化和各種腐蝕。模具損壞主要的是受沖擊、受壓、漲縮，造成疲勞，或變形、或表面龜裂、或整體開裂，造成模具損壞

制造模具材料應(yīng)選用冷熱疲勞抗力、導(dǎo)熱性、斷裂韌性、耐磨性、耐蝕性、高溫力學(xué)穩(wěn)定性高的熱作模具鋼，依據(jù)澆鑄金屬的溫度以及澆鑄金屬的種類，保證壓鑄模在其正常的使用條件下達(dá)到設(shè)計使用壽命，模具材料以及材料的熱處理是影響模具壽命的主要因素。模具材料包括型腔材料和套板材料，壓鑄模零部件主要分為與金屬液接觸的零部件、滑動配合零部件和模架結(jié)構(gòu)零件。在不對模具預(yù)熱的情況下壓鑄，型腔表面溫度由室溫直升至液溫，型腔表面承受極大的拉應(yīng)力。開模頂件時，型腔表面承受極大的壓應(yīng)力。數(shù)千次的壓鑄后，模具表面便產(chǎn)生龜裂等缺陷。溫度越高，壓鑄模具的破壞及磨損越嚴(yán)重。壓鑄模型腔與澆道等部件在金屬的壓力鑄造生產(chǎn)過程中，直接與高溫、高壓、高速的金屬液相接觸，由于壓鑄模的各部件在不同條件下工作，受到澆鑄金屬的沖擊和磨損也不同，因此對壓鑄模硬度要求應(yīng)根據(jù)零件的用途以及澆鑄金屬的不同而有所區(qū)別。例如，對磨損較嚴(yán)重的部件，應(yīng)具有更高的硬度;對在受熱條件下工作的零件，應(yīng)具有較高的熱疲勞性能和高溫性能。歐洲，日本不同廠家現(xiàn)在生產(chǎn)的改良型H11及H13鋼都把提高壓鑄用模具鋼的韌性與延展性放在了首位，我們在優(yōu)選供應(yīng)商的基礎(chǔ)上，博威模具公司配置了沖擊試驗(yàn)機(jī)、金相分析儀以及探傷機(jī)，進(jìn)行材料的控制，對熱處理的效果進(jìn)行確認(rèn)，確保模具質(zhì)量，延長模具壽命。

博威模具常用檢查手段：

（1）宏觀腐蝕檢查：主要檢查材料的多孔性、偏析、龜裂、裂紋、非金屬夾雜以及表面的錘裂、接縫等。

（2）抗沖擊檢查：檢查抗裂紋擴(kuò)展及延伸的能力，避免模具的整體開裂;

（3）壓鑄材料金相檢查：檢查材料晶界上碳化物的偏析、分布狀態(tài)、晶料度以及晶粒間夾雜等，顯微組織結(jié)構(gòu)決定了鋼材的性能而不僅僅是合金元素，金相組織越細(xì)小沖擊功越高。金相組織一方面取決于材料本身的特性，另一方面取決于熱處理 ；

（4）超聲波檢查材料內(nèi)部質(zhì)量：檢查壓鑄模具材料內(nèi)部存在缺陷和大小，及時發(fā)現(xiàn)和避免微裂紋。

壓鑄模在設(shè)計過程中，應(yīng)注意避免缺陷出現(xiàn)，必要時需跟產(chǎn)品設(shè)計工程師討論產(chǎn)品的合理結(jié)構(gòu)。

模具加工過程中，模板應(yīng)采用足夠厚度。減低彎曲變形對模具的損害。

在加工冷卻水道時，兩面加工中應(yīng)特別注意保證同心度；防止連接處出現(xiàn)拐角，避免開裂。冷卻系統(tǒng)的表面應(yīng)當(dāng)光滑，最好不留機(jī)加工痕跡。

電火花加工在模具型腔加工中應(yīng)用越來越廣泛，但加工后的型腔表面留有淬硬層，這是由于加工中，模具表面自行滲碳淬火造成的。淬硬層厚度由加工時電流強(qiáng)度和頻率決定，粗加工時較深，精加工時較淺。無論深淺，模具表面均有極大應(yīng)力，若不清除淬硬層或消除應(yīng)力，則在使用過程中，模具表面就會產(chǎn)生龜裂、點(diǎn)蝕和開裂。

消除淬硬層或去應(yīng)力可用：
①用油石或研磨去除淬硬層；
②在不降低硬度的情況下，低于回火溫度下去應(yīng)力，這樣可大幅度降低模腔表面應(yīng)力。

模具在使用過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鑄造工藝流程，調(diào)試后的最佳參數(shù)不要隨意改動。
在工藝許可范圍內(nèi)，盡量降低鋁液的澆鑄溫度、壓射速度，提高模具預(yù)熱溫度。鋁壓鑄模的預(yù)熱溫度由100-130℃提高至180-200℃，模具壽命可大幅度提高。

焊接修復(fù)是模具修復(fù)中一種常用手段。在焊接前，應(yīng)先掌握所焊模具鋼型號，用機(jī)械加工或磨削消除表面缺陷，焊接表面必須是干凈和經(jīng)烘干的。所用焊條應(yīng)同模具鋼成分一致，也必須是干凈和經(jīng)烘干的。模具與焊條一起預(yù)熱（H13為450℃），待表面與心部溫度一致后，在保護(hù)氣下焊接修復(fù)。

在焊接過程中，當(dāng)溫度低于260℃時，要重新加熱。焊接后，當(dāng)模具冷卻至手可觸摸，再加熱至475℃，按25mm/h保溫。最后于靜止的空氣中完全冷卻，再進(jìn)行型腔的修整和精加工。模具焊后進(jìn)行加熱回火，是焊接修復(fù)中重要的一環(huán)，即消除焊接應(yīng)力以及對焊接時被加熱淬火的焊層下面的薄層進(jìn)行回火。

模具使用一段時間后，由于壓射速度過高和長時間使用，型腔和型芯上會有沉積物。這些沉積物是由脫模劑、冷卻液的雜質(zhì)和少量壓鑄金屬在高溫高壓下結(jié)合而成。這些沉積物相當(dāng)硬，并與型芯和型腔表面粘附牢固，很難清除。在清除沉積物時，不能用噴燈加熱清除，這可能導(dǎo)致模具表面局部熱點(diǎn)或脫碳點(diǎn)的產(chǎn)生，從而成為熱裂的發(fā)源地。應(yīng)采用研磨或機(jī)械去除，但不得傷及其它型面，造成尺寸變化。 經(jīng)常保養(yǎng)可以使模具保持良好的使用狀態(tài)。新模具在試模后，無論試模合格與否，均應(yīng)在模具未冷卻至室溫的情況下，進(jìn)行去應(yīng)力回火。當(dāng)新模具使用到設(shè)計壽命的1/6-1/8時，即鋁壓鑄模10000模次，鎂、鋅壓鑄模5000模次，銅壓鑄模800模次，應(yīng)對模具型腔及模架進(jìn)行450-480℃回火，并對型腔拋光和氮化，以消除內(nèi)應(yīng)力和型腔表面的輕微裂紋。以后每12000-15000模次進(jìn)行同樣保養(yǎng)。當(dāng)模具使用50000模次后，可每25000-30000模次進(jìn)行一次保養(yǎng)。采用上述方法，可明顯減緩由于熱應(yīng)力導(dǎo)致龜裂的產(chǎn)生速度和時間。

在沖蝕和龜裂較嚴(yán)重的情況下，可對模具表面進(jìn)行滲氮處理，以提高模具表面的硬度和耐磨性。但滲氮基體的硬度應(yīng)在35-43HRC，低于35HRC時氮化層不能牢固與基體結(jié)合，使用一段時間后會大片脫落；高于43HRC，則易引起型腔表面凸起部位的斷裂。滲氮時，滲氮層厚度不應(yīng)超過0.15mm，過厚會于分型面和尖銳邊角處發(fā)生脫落。

熱處理的正確與否直接關(guān)系到模具使用壽命。由于熱處理過程及工藝規(guī)程不正確，引起模具變形、開裂而報廢，以及熱處理的殘余應(yīng)力導(dǎo)致模具在使用中失效的約占模具失效比重的一半左右。

壓鑄模型腔均由優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，這些材料價格較高，再加上加工費(fèi)用，成本是較高的。如果由于熱處理不當(dāng)或熱處理質(zhì)量不高，導(dǎo)致報廢或壽命達(dá)不到設(shè)計要求，經(jīng)濟(jì)損失大。

在熱處理時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）鍛件在未冷至室溫時，進(jìn)行球化退火。
（2）粗加工后、精加工前，增設(shè)調(diào)質(zhì)處理。為防止硬度過高，造成加工困難，硬度限制在25-2HRC，并于精加工前，安排去應(yīng)力回火。
（3）淬火時注意鋼的臨界點(diǎn)Ac1和Ac3及保溫時間，防止奧氏體粗化。回火時按20mm/h保溫，回火次數(shù)一般為3次，在有滲氮時，可省略第3次回火。
（4）熱處理時，應(yīng)注意型腔表面的脫碳與增碳。脫碳會迅速引起損傷、高密度裂紋；增碳會降低冷熱疲勞抗力。
（5）氮化時，應(yīng)注意氮化表面不應(yīng)有油污。經(jīng)清洗的表面不允許用手直接觸摸，應(yīng)戴手套，以防止氮化表面沾有油污導(dǎo)致氮化層不勻。
（6）兩道熱處理工序之間，當(dāng)上一道溫度降至手可觸摸，即進(jìn)行下道，不可冷至室溫。