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壓鑄模具鋼設(shè)計中的注意事項

發(fā)布時間：2020-07-20 ?? 瀏覽次數(shù)：次

　　壓鑄模是壓鑄生產(chǎn)三大要素之一，結(jié)構(gòu)正確合理的模具鋼是壓鑄生產(chǎn)能否順利進行的先決條件，并在保證鑄件質(zhì)量方面（下機合格率）起著重要的作用。今天小編就請到東锜模具鋼來為大家介紹一下壓鑄模具鋼設(shè)計中的注意事項。

　　由于壓鑄工藝的特點，正確選用各工藝參數(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的決定因素，而模具鋼又是能夠正確選擇和調(diào)整各工藝參數(shù)的前提，模具鋼設(shè)計實質(zhì)上就是對壓鑄生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種因素預(yù)計的綜合反映。如若模具鋼設(shè)計合理，則在實際生產(chǎn)中遇到的問題少，鑄件下機合格率高。反之，模具鋼設(shè)計不合理，例一鑄件設(shè)計時動定模的包裹力基本相同，而澆注系統(tǒng)大多在定模，且放在壓射后沖頭不能送料的灌南壓鑄機上生產(chǎn)，無法正常生產(chǎn)，鑄件一直粘在定模上。盡管定模型腔的光潔度，才能設(shè)計出切合實際、滿足生產(chǎn)要求的模具鋼。剛開始時已講過，金屬液的充型時間***打得很光，因型腔較深，仍出現(xiàn)粘在定模上的現(xiàn)象。

　　所以在模具鋼設(shè)計時，必須全面分析鑄件的結(jié)構(gòu)，熟悉壓鑄機的操作過程，要了解壓鑄機及工藝參數(shù)得以調(diào)整的可能性，掌握在不同情況下的充填特性，并考慮模具鋼加工的方法、鉆眼和固定的形式后短，金屬液的比壓和流速很高，這對壓鑄模來說工作條件***其惡劣，再加上激冷激熱的交變應(yīng)力的沖擊作用，都對模具鋼的使用壽命有很大影響。模具鋼的使用壽命通常是指通過精心的設(shè)計和制造，在正常使用的條件下，結(jié)合良好的維護保養(yǎng)下出現(xiàn)的自然損壞，在不能再修復(fù)而報廢前，所壓鑄的模數(shù)（包括壓鑄生產(chǎn)中的廢品數(shù)）。

　　一、實際生產(chǎn)中，模具鋼失效主要有三種形式：

　　 ①熱疲勞龜裂損壞失效；

　　 ②碎裂失效；

　　 ③溶蝕失效。

　　致使模具鋼失效的因素很多，既有外因（例澆鑄溫度高低、模具鋼是否經(jīng)預(yù)熱、水劑涂料噴涂量的多少、壓鑄機噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內(nèi)澆口速度過快、冷卻水開啟未與壓鑄生產(chǎn)同步、鑄件材料的種類及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、涂料類型等等）。也有內(nèi)因（例模具鋼本身材質(zhì)的冶金質(zhì)量、坯料的鍛制工藝、模具鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、澆注系統(tǒng)設(shè)計的合理性、模具鋼機（電加工）加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、模具鋼的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等）。模具鋼若出現(xiàn)早期失效，則需找出是哪些內(nèi)因或外因，以便今后改進。

　　 ①模具鋼熱疲勞龜裂失效壓鑄生產(chǎn)時，模具鋼反復(fù)受激冷激熱的作用，成型表面與其內(nèi)部產(chǎn)生變形，相互牽扯而出現(xiàn)反復(fù)循環(huán)的熱應(yīng)力，導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)二損傷和喪失韌性，引發(fā)微裂紋的出現(xiàn)，并繼續(xù)擴展，一旦裂紋擴大，還有熔融的金屬液擠入，加上反復(fù)的機械應(yīng)力都使裂紋加速擴展。為此，一方面壓鑄起始時模具鋼必須充分預(yù)熱。另外，在壓鑄生產(chǎn)過程中模具鋼必須保持在一定的工作溫度范圍中，以免出現(xiàn)早期龜裂失效。同時，要確保模具鋼投產(chǎn)前和制造中的內(nèi)因不發(fā)生問題。因?qū)嶋H生產(chǎn)中，多數(shù)的模具鋼失效是熱疲勞龜裂失效。

　　 ②碎裂失效在壓射力的作用下，模具鋼會在***薄弱處萌生裂紋，尤其是模具鋼成型面上的劃線痕跡或電加工痕跡未被打磨光，或是成型的清角處均會***先出現(xiàn)細(xì)微裂紋，當(dāng)晶界存在脆性相或晶粒粗大時，即容易斷裂。而脆性斷裂時裂紋的擴展很快，這對模具鋼的碎裂失效是很危險的因素。為此，一方面凡模具鋼面上的劃痕、電加工痕跡等必須打磨光，即使它在澆注系統(tǒng)部位，也必須打光。另外要求所使用的模具鋼材料的強度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。

　　 ③熔融失效前面已講過，常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金，也有純鋁壓鑄的，Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素，它們與壓鑄模具鋼有較好的親和力，特別是Al易咬模。當(dāng)模具鋼硬度較高時，則抗蝕性較好，而成型表面若有軟點，則對抗蝕性不利。但在實際生產(chǎn)中，溶蝕僅是模具鋼的局部地方，例內(nèi)澆口直接沖刷的部位（型芯、型腔）易出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象，以及硬度偏軟處易出現(xiàn)鋁合金的粘模。壓鑄生產(chǎn)中常遇模具鋼存在的問題注意點：

　　二、澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)

　　 1、對于冷室臥式壓鑄機上模具鋼直澆道的要求：

　　 a.壓室內(nèi)徑尺寸應(yīng)根據(jù)所需的比壓與壓室充滿度來選定，同時，澆口套的內(nèi)徑偏差應(yīng)比壓室內(nèi)徑的偏差適當(dāng)放大幾絲，從而可避免因澆口套與壓室內(nèi)徑不同軸而造成沖頭卡死或磨損嚴(yán)重的問題，且澆口套的壁厚不能太薄。澆口套的長度一般應(yīng)小于壓射沖頭的送出引程，以便涂料從壓室中脫出。

　　 b. 壓室與澆口套的內(nèi)孔，在熱處理后應(yīng)精磨，再沿軸線方向進行研磨，其表面粗糙≤Ra0.2μm。

　　 c.分流器與形成涂料的凹腔，其凹入深度等于橫澆道深度，其直徑配澆口套內(nèi)徑，沿脫模方向有5°斜度。當(dāng)采用涂導(dǎo)入式直澆道時，因縮短了壓室有效長度的容積，可提高壓室的充滿度。

　　 2、對于模具鋼橫澆道的要求

　　 ①冷臥式模具鋼橫澆道的入口處一般應(yīng)位于壓室上部內(nèi)徑2/3以上部位，以免壓室中金屬液在重力作用下過早進入橫澆道，提前開始凝固。

　　 ②橫澆道的截面積從直澆道起至內(nèi)澆口應(yīng)逐漸減小，為出現(xiàn)截面擴大，則金屬液流經(jīng)時會出現(xiàn)負(fù)壓，易吸入分型面上的氣體，增加金屬液流動中的渦流裹氣。一般出口處截面比進口處小10-30%。

　　 ③橫澆道應(yīng)有一定的長度和深度。保持一定長度的目的是起穩(wěn)流和導(dǎo)向的作用。若深度不夠，則金屬液降溫快，深度過深，則因冷凝過慢，既影響生產(chǎn)率又增加回爐料用量。

　　 ④橫澆道的截面積應(yīng)大于內(nèi)澆口的截面積，以保證金屬液入型的速度。主橫澆道的截面積應(yīng)大于各分支橫澆道的截面積。

　　 ⑤橫澆道的底部兩側(cè)應(yīng)做成圓角，以免出現(xiàn)早期裂紋，二側(cè)面可做出5°左右的斜度。橫澆道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。

　　 3、內(nèi)澆口

　　 ①金屬液入型后不應(yīng)立即封閉分型面，溢流槽和排氣槽不宜正面沖擊型芯。金屬液入型后的流向盡可能沿鑄入的肋筋和散熱片，由厚壁處想薄壁處填充等。

　　 ②選擇內(nèi)澆口位置時，盡可能使金屬液流程***短。采用多股內(nèi)澆口時，要防止入型后幾股金屬液匯合、相互沖擊，從而產(chǎn)生渦流包氣和氧化夾雜等缺陷。

　　 ③薄壁件的內(nèi)澆口厚件要適當(dāng)小些，以保證必要的填充速度，內(nèi)澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除，且不使鑄件本體有缺損（吃肉）。

　　 4、溢流槽

　　 ①溢流槽要便于從鑄件上去除，并盡量不損傷鑄件本體。

　　 ②溢流槽上開設(shè)排氣槽時，需注意溢流口的位置，避免過早阻塞排氣槽，使排氣槽不起作用。

　　 ③不應(yīng)在同一個溢流槽上開設(shè)幾個溢流口或開設(shè)一個很寬很厚的溢流口，以免金屬液中的冷液、渣、氣、涂料等從溢流槽中返回型腔，造成鑄件缺陷。

　　 ⑤鑄造圓角（包括轉(zhuǎn)角）鑄件圖上往往注明未注圓角R2等要求，我們在開制模具鋼時切忌忽視這些未注明圓角的作用，決不可做成清角或過小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢，使腔內(nèi)氣體順序排出，并可減少應(yīng)力集中，延長模具鋼使用壽命。（鑄件也不易在該處出現(xiàn)裂紋或因填充不順而出現(xiàn)各種缺陷）。例標(biāo)準(zhǔn)油盤模上清角處較多，相對來說，目前兄弟油盤模開的***好，重機油盤的也較多。

　　 ⑥脫模斜度在脫模方向嚴(yán)禁有人為造成的側(cè)凹（往往是試模時鑄件粘在模內(nèi)，用不正確的方法處理時，例鉆、硬鑿等使局部凹入）。

　　 ⑦表面粗糙度成型部位、澆注系統(tǒng)均應(yīng)按要求認(rèn)真打光，應(yīng)順著脫模方向打光