铝合金压铸模具的材料应该怎么选
铝合金压铸模具的工作条件与其他的模具不同,一般须在500摄氏度左右进行工作,除了受到高压作用外,还要承受高温影响。所以对于铝合金压铸模具的模具用钢,铝合金压铸厂选择还是需要有一定的要求。
一、优良的切削加工性
大多数铝合金压铸模具,除CNC数控机床加工外,还需进行一定的切削加工与钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命,增强切削性能,减少表面粗糙度,塑料模具用钢的硬度必须适当,以免给铝合金压铸厂造成刀具的过量消耗。
二、良好的热稳定性
铝合金压铸模具的零件形状往往比较复杂,淬火后难以加工,因此,应尽量选用具有良好的热稳定性的。当铝合金压铸模具成型加工经热处理后,因线膨胀系数小,热处理变形小,温度差异引起的尺寸变化率小,金相组织与模具尺寸稳定,可减少或不再进行加工,即可保证模具尺寸精度与表面粗糙度要求。
三、良好的抛光性能
高品质的铝合金压铸件,要求型腔表面的粗糙度值小。所以铝合金压铸厂必须对型腔须进行抛光,减小表面粗糙度值。为此,选用的钢材要求材料杂质少、组织微细均一、无纤维方向性,抛光时不应出现麻点或桔皮状缺陷。
四、足够的表面硬度与耐磨性
经过热处理的模具应有足够的表面硬度,以保证模具有足够的刚度。模具在工作中,由于铝合金液的填充与流动要承受较大的压力与摩擦力,要求模具保持形状精度与尺寸精度的稳定性,保证模具有足够的使用寿命。
模具的耐磨性,取决于钢材的化学成分与热处理硬度,因此,提高模具硬度有利于增强其耐磨性。
此外,在选择材料时,还须考虑防止擦伤与胶合,如两表面存在相对运动时,则尽量避免选择组织结构相同的材料,特殊情况下,可将一面施镀或氮化,使两面具有不同的表面结构。
3铬2钨8钒
3Cr2W8V
牌号3Cr2W8V
化学成分%:
C0.30~0.40,
Si小于等于0.40,
Mn小于等于0.40,
Cr2.20~2.70,
W7.50~9.00,
V0.20~0.50,
p小于等于0.030,
S小于等于0.030;
用途:常用的压铸模具钢。碳含量较低,有较高韧性和良好的导热性;同时,含有较多的碳化物形成元素铬、钨、钒,相变温度提高,使钢有高的高温强度、硬度和良好的耐热疲劳性;淬透。适于制造高温、高应力,但不受冲击负荷的压铸铜、铝、镁合金用附模、型芯、浇口套、分流钉、高应力压腊、热剪切刀、热顶锻模、平锻机凸凹模、镶块等。
热处理:渗氮热处理
可显著提高材料表面的硬度,使其具有高的耐磨性、疲劳强度,抗蚀能力及抗烧伤性等,
模具是经过特别设计的,当打开模具后铸件会留在活动部分内。这样活动部分的推杆就会把铸件给推出去,推杆通常是通过压板驱动的,它会准确地用同样大小的力量同时驱动所有的推杆,这样才能保证铸件不被损坏。当铸件被推出后,压板收缩把所有的推杆收回,为下一次压铸做好准备。由于铸件脱模时仍然处于高温状态,只有推杆的数量足够多,才能保证平均到每根推杆上的压力足够小,不至于损坏铸件。不过推杆仍然会留下痕迹,因此必须仔细设计,让推杆的位置不会对铸件的运作造成过多影响。
模具中的其它部件包括型芯滑板等。型芯是用来在铸件上开孔或开口的部件,它们也能用来增加铸件的细节。型芯主要有三种:固定、活动以及松散型。固定型芯的方向同铸件脱出模具的方向平行,它们要么是固定的,要么永久性地连接在模具上。可动型芯可以布置在除了脱出方向以外的任何方向上,铸件凝固后打开模具之前,必须利用分离装置把活动型芯从模腔内拿出。滑块和活动型芯很接近,最大的区别在于滑块可以用来制造倒凹表面。在压铸中使用型芯和滑块会大幅增加成本。松散型芯也被称作取出块,可以用来制造复杂的表面,例如螺纹孔。在每个循环开始之前,需要先手动安装滑块,最后再同铸件一起被推出。然后再取出松散型芯。松散型芯是价格最昂贵的型芯,因为制造它需要大量劳动,而且它会增加循环时间。
排出口通常又细又长(大约0.13毫米),因此熔融金属可以很快冷却减少废弃物。在压铸工艺中不需要使用冒口,因为熔融的金属压力很高,可以保证从浇口源源不断地流入模具内。
由于温度的关系,对于模具来说最重要的材料特性在于抗热振性以及柔软性,其它的特征包括淬透性、切削性、抗热裂性、焊接性、可用性(特别是对于大型模具)以及成本。模具寿命直接取决于熔融金属的温度以及每个循环的时间。用于压铸的模具通常是使用坚硬的工具钢制造而成的,因为铸铁无法承受巨大的内部压力,所以模具价格昂贵,这也导致开模成本很高。在更高温度下压铸的金属需用使用更加坚硬的合金钢。
压铸过程中会出现的主要缺陷包括磨损和侵蚀。其它缺陷包括热裂以及热疲劳。当模具表面由于温度变化太大出现缺陷时,就会产生热裂。而使用次数太多后,模具表面出现的缺陷则会产生热疲劳。
压铸模是在高压下将熔融金属压铸成型的模具。由于磨具与高温熔融金属直接接触,工作条件非常恶劣,它反复与炽热金属接触,其受热程度比热锻模要高,铸模表面会产生热疲劳龟裂纹。
一般来说对压铸模用钢的要求有以下几点:
①压铸模用钢在高温下应具有高的强度和一定的韧性,足够的硬度和耐磨性;
②具有优良的耐热疲劳性,避免模具出现早期龟裂;
③应有良好的导热性和耐腐蚀性,抗氧化性。
根据压铸模具的用途不同,要求它具有不同的硬度。表面硬度越高,耐磨性就越好,而且不会使液体金属黏附在模膛上。韧软的心部和高硬度的表面,使压铸模具有良好的工作性能。
生产中用于压铸铝合金的国产钢号有3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、4Cr5MoSiV,硬度值42~50HRC
压铸铜合金的国产钢号有3Cr2W8V、3Cr3Mo3V、3Cr3Mo3Co3V,硬度值42~48HRC
压铸锌合金的国产钢号有40CrMo、3Cr2W8V、CrWMn、4Cr5MoSiV,硬度值42~48HRC;
比较好一点的常用压铸模具钢材有:H13\8407\8418\1.2344\1.1343等。这几款模具钢一定要找可靠、有诚信的材料商才行。