壓鑄模具鋼材選用

　　選用正確鋼材對壓鑄模來說生死攸關(guān).巧婦難為無米之炊,旦鋼材不對,胚子壞了,一切努力注定白費(fèi)挽救也是回天乏力.
 

 

　　1.壓鑄模工作條件

 

　　1.1.高壓承受150MPa~500MPa很高壓力的作用

 

　　1.2.高溫(鋁合金580~740)且承受交變溫度(時(shí)冷時(shí)熱)

 

　　1.3高速模具工作型腔收到70m/s~150m/s高速注入地熔融金屬接觸時(shí),會產(chǎn)生嚴(yán)重地磨損。

 

　　1.4粘著型腔在液態(tài)金屬沖刷和浸蝕作用下,易使金屬粘著在模具型腔表面上(尤其是鋁合金更為突出),甚至滲入模面或與模面金屬發(fā)生化學(xué)變化而腐蝕模面。

 

　　2.對鋼材性能要求

 

　　2.1.較大的高溫強(qiáng)度與韌度壓鑄模具受到熔融金屬注入時(shí)的高溫高壓和熱應(yīng)力作用,容易發(fā)生變形,甚至開裂。因此,模具材料在工作溫度下應(yīng)具有足夠的高溫強(qiáng)度與韌度,以及較高的硬度(鋁合金HRC42~48)。

 

　　2.2對鋼材性能要求,優(yōu)良的高溫耐磨性、抗氧化性與抗回火穩(wěn)定性髙溫熔融金屬高速注入模具和澆鑄后脫模時(shí),均產(chǎn)生較大的摩擦作用,為保證模具長期使用,模具在工作溫度下應(yīng)均有較高的耐磨性。大量連續(xù)生產(chǎn)的壓鑄模具,長時(shí)間處于一定溫度作用下,應(yīng)持續(xù)保持其高硬度,而且應(yīng)不粘模及不產(chǎn)生氧化皮。因此,模具還應(yīng)具有良好的抗氧化性與回火穩(wěn)定性。

 

　　2.3對鋼材性能要求,良好的熱疲勞性能。壓鑄模具表面反復(fù)受到高溫加熱與冷卻,不斷膨脹、收縮,產(chǎn)生交變熱應(yīng)力。此應(yīng)力超過模具材料的彈性極限時(shí),就發(fā)生反復(fù)的塑性變形引起熱疲勞。同時(shí),模具表面長時(shí)間受到熔融金屬的腐蝕與氧化,也會逐漸產(chǎn)生微細(xì)裂紋,大多數(shù)情況下,熱疲勞是決定壓鑄模具壽命的更重要因素。

 

　　2.4對鋼材性能要求，高的耐熔融損傷性。隨著壓鑄機(jī)的大型化,壓鑄壓力也在增大,已從低壓的20~30MPa,提高到高壓150500MPa。高溫高壓澆鑄可產(chǎn)生明顯的熔融損傷,模具應(yīng)對此具有較大的抵抗力。為此,模具材料必須具有較大的高溫強(qiáng)度,較小的對熔融金屬親和力,模具表明粗糙度要小,并附有適當(dāng)?shù)难趸！⒌瘜拥缺Ｗo(hù)層,而不存在脫碳層。

 

　　2.5對鋼材性能要求。淬透性好、熱處理變形小。無論用哪一種方法進(jìn)行熱處理,得到均一的硬度是必要的,所以要求淬透性好,特別是先雕刻型腔后進(jìn)行熱處理,要用熱處理變形小的材料,這點(diǎn)對于尺寸大的模具尤為重要。2.6對鋼材性能要求

 

　　2.6較好的被削性與磨削性。壓鑄模型腔都經(jīng)切削加工制成,所以模具材料應(yīng)具有較好的被削性。必須指出,耐磨性好的材料,其被削性一般較差。許多模具鋼就是如此,雖在退火狀態(tài),其基體部分還是較硬。再加堅(jiān)硬的碳化物,一般切削困難。為獲得較光滑的壓鑄件,要求模具型腔表面的粗糙度值小,所以對模具材料也應(yīng)具有較好拋光性能。

 

　　2.7對鋼材性能要求。材料內(nèi)部組織均勻無缺陷模具材料的組織應(yīng)均勻、無缺陷、方向性少、否則不僅影響模具的裂紋、強(qiáng)度、熱疲勞性能,而且還影響熱處理變形。

 

　　3.鐵與鋼簡單介紹

 

　　3.1鐵與鋼都是鐵與碳的合金。

 

　　3.2當(dāng)碳的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))不大于0.0218%時(shí)叫純鐵。

 

　　3.3純鐵具有良好的塑性和韌性,但強(qiáng)度和硬度較低(大概是HRC11,其硬度和現(xiàn)在的元錢硬幣差不多)。·當(dāng)碳的含量在0.0218%~%2.11%時(shí)叫鋼。碳含量越高,硬度越大,但脆性也越大.

 

　　4.鋼材中其它元素影響

 

　　4.1鋼與鐵在冶煉過程中有些元素是無法全部去掉的,如碳,硫,磷

 

　　4.2有些元素是冶煉是帶進(jìn)的,如硅,錳。

 

　　4.3有些元素是為特別需要加進(jìn)的,如鎢,鉻,釩鉬,鈦,鎳,硼,鋁,銅。

 

　　4.4鋼材中其它元素影響

 

　　4.41碳;含碳量越髙,剛的硬度就越高,但是它的可塑性和韌性就越差

 

　　4.42硫;是鋼中的有害雜物,含硫較高的鋼在高溫進(jìn)行壓力加工時(shí),容易脆裂,通常叫作熱脆性

 

　　4.43磷;能使鋼的可塑性及韌性明顯下降,特別的在低溫下更為嚴(yán)重,這種現(xiàn)象叫作冷脆性.在優(yōu)質(zhì)鋼中,硫和磷要嚴(yán)格控制.但從另方面看在低碳鋼中含有較高的硫和磷,能使其切削易斷,對改善鋼的可切削性是宥莉的

 

　　4.44錳;能提高鋼的強(qiáng)度,能消弱和消除硫的不良影響,并能提高鋼的淬透性,含錳量很高的高合金鋼(高錳鋼)具有良好的耐磨性和其它的物理性能

 

　　4.45硅;它可以提高鋼的硬度,但是可塑性和韌性下降,電工用的鋼中含有一定量的硅,能改善軟磁性能

 

　　4.46鎢;能提髙鋼的紅硬性和熱強(qiáng)性,并能提髙鋼的耐磨性

 

　　4.47鉻;能提髙鋼的淬透性和耐磨性,能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用

 

　　4.48釩;能細(xì)化鋼的晶粒組織,提高鋼的強(qiáng)度,韌性和耐磨性它在高溫熔入奧氏體時(shí),可增加鋼的淬透性;反之,當(dāng)它在碳化物形態(tài)存在時(shí),就會降低它的淬透性

 

　　4.49鉬;可明顯的提高鋼的淬透性和熱強(qiáng)性,防止回火脆性,提高剩磁和嬌頑力

 

　　4.10鈦;能細(xì)化鋼的晶粒組織,從而提高鋼的強(qiáng)度和韌性.在不銹鋼中,鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現(xiàn)象.

 

　　4.11鎳;能提高鋼的強(qiáng)度和韌性,提高淬透性.含量高時(shí),可顯著改變鋼和合金的一些物理性能,提高鋼的抗腐蝕能力.

 

　　4.12硼;當(dāng)鋼中含有微量的(0.001-0.005%)硼時(shí)鋼的淬透性可以成倍的提高

 

　　4.13鋁;能細(xì)化鋼的晶粒組織,阻抑低碳鋼的時(shí)效，提高的在低溫下的初性,還能提高鋼的抗氧化性,耐磨

 

　　4.14.銅;它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能,特別是和磷配合使用時(shí)更為明顯.

 

　　5 壓鑄模常用鋼材

 

　　很明顯,單純的鋼滿足不了壓鑄模的要求。要合金鋼才行,且對合金成分有要求。目前壓鑄模常用鋼材為。國產(chǎn)4Cr5 MoSiV鋼國外相類似鋼材為:

 

　　日本(JIS)的SKD61

 

　　日本日立的DAC55

 

　　日本大同的DHA1,DH31S

 

　　德國(DIN)的2344

 

　　德國撒斯特鋼的GS-2044

 

　　美國(AISI)的H13

 

　　歐洲進(jìn)口的W302

 

　　瑞典進(jìn)口的8407