提高壓鑄模具使用壽命的方法

 
壓鑄模由于生產(chǎn)周期長,、投資大、制造精度高，故造價高,，因此希望模具有較高的使用壽命,。但由于材料、機(jī)械加工等一系列內(nèi)外因素的影響,，導(dǎo)致模具過早失效而報廢,，造成極大的浪費(fèi)。

壓鑄模失效形式主要有：尖角,、拐角處開裂,、劈裂、熱裂紋（龜裂）,、磨損,、沖蝕等。造成壓鑄模失效的主要原因有：材料自身存在的缺陷,、加工,、使用、維修以及熱處理的問題,。

一,、材料自身存在的缺陷

眾所周知，壓鑄模的使用條件極為惡劣,。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℃,。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。

由此可見,，壓鑄使用條件屬急熱急冷,。模具材料應(yīng)選用冷熱疲勞抗力、斷裂韌性,、熱穩(wěn)定性高的熱作模具鋼,。H13(4Cr5MoV1Si)是目前應(yīng)用較廣泛的材料，據(jù)介紹,，國外80%的型腔均采用H13，現(xiàn)在國內(nèi)仍大量使用3Cr2W8V,但3Cr2W8VT_藝性能不好，導(dǎo)熱性很差,，線膨脹系數(shù)高,，工作中產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致模具產(chǎn)生龜裂甚至破裂,，并且加熱時易脫碳,，降低模具抗磨損性能，因此屬于淘汰鋼種,。馬氏體時效鋼適用于耐熱裂而對耐磨性和耐蝕性要求不高的模具,。鎢鉬等耐熱合金僅限于熱裂和腐蝕較嚴(yán)重的小型鑲塊，雖然這些合金即脆又有缺口敏感性,，但其優(yōu)點(diǎn)是有良好的導(dǎo)熱性,，對需要冷卻而又不能設(shè)置水道的厚壓鑄件壓鑄模有良好的適應(yīng)性。因此,，在合理的熱處理與生產(chǎn)管理下,，H13仍具有滿意的使用性能。

制造壓鑄模的材料,，無論從哪一方面都應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,，保證壓鑄模在其正常的使用條件下達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命。因此,，在投入生產(chǎn)之前,，應(yīng)對材料進(jìn)行一系列檢查，以防帶缺陷材料,，造成模具早期報廢和加工費(fèi)用的浪費(fèi),。常用檢查手段有宏觀腐蝕檢查、金相檢查,、超聲波檢查,。

（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。

（2）金相檢查,。主要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,。

（3）超聲波檢查,。主要檢查材料內(nèi)部的缺陷和大小,。

二、壓鑄模的加工,、使用,、維修和保養(yǎng)

模具設(shè)計(jì)手冊中已詳細(xì)介紹了壓鑄模設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題，但在確定壓射速度時,，大速度應(yīng)不超過100m/S,。速度太高，促使模具腐蝕及型腔和型芯上沉積物增多,；但過低易使鑄件產(chǎn)生缺陷,。因此對于鎂、鋁,、鋅相應(yīng)的低壓射速度為27,、18、12m/s,，鑄鋁的大壓射速度不應(yīng)超過53m/s,，平均壓射速度為43m/s。

在加工過程中,，較厚的模板不能用疊加的方法保證其厚度,。因?yàn)殇摪搴?倍，彎曲變形量減少85%,，疊層只能起疊加作用,。厚度與單板相同的2塊板彎曲變形量是單板的4倍。另外在加工冷卻水道時,，兩面加工中應(yīng)特別注意保證同心度,。如果頭部拐角，又不相互同心,，那么在使用過程中,，連接的拐角處就會開裂。冷卻系統(tǒng)的表面應(yīng)當(dāng)光滑,，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,，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,。在工藝許可范圍內(nèi)，盡量降低鋁液的燒鑄溫度,，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,。