提高鋁鎂合金壓鑄模具壽命的措施

發佈時間： 05 / 17 2021 作者：網站編輯訪問：13031

鋁鎂合金壓鑄模具作為重要的加工設備，直接影響著公司的產品質量和經濟效益。模具材料和熱處理工藝是影響鋁鎂合金壓鑄模具壽命的主要因素。本文分析了鋁鎂合金壓鑄模具的主要失效模式，簡要介紹了典型的模具鋼和常用的熱處理方法，指出合理選擇模具材料和熱處理工藝可以顯著提高模具的熱穩定性、淬透性、耐磨性和熱穩定性。疲勞和導熱等特性，從而增加模具的使用壽命。

提高鋁鎂合金壓鑄模具壽命的措施

鋁鎂合金壓鑄模具的失效模式

鋁鎂合金壓鑄模具是用於在壓鑄機上壓鑄鋁鎂合金鑄件的成型模具。工作時型腔表面溫度可達600℃左右，熔融鋁鎂合金液易粘附在鋼材上。經常在模具型腔上塗抹防粘塗層會導致型腔表面溫度的劇烈波動。主要的失效模式是模具粘模、侵蝕、熱疲勞和磨損。當模具型腔結構複雜，存在應力集中時，模具在熱載荷和機械載荷的共同作用下也會發生斷裂和失效。

1.1 粘模

當鋁鎂合金零件與模具表面運動時，由於表面不平整，某些接觸點的局部應力超過了要結合材料的屈服強度，使結合的接頭髮生剪切斷裂和拉開，使模具表面材料轉移到工件上或脫落。

1.2 侵蝕

當模具表面與鋁鎂合金液體接觸進行相對運動時，液體與模具接觸處形成的氣泡破裂並產生瞬時衝擊和高溫，使模具表面形成微小的凹坑和凹坑。鋁鎂合金液體和固體小顆粒高速下落，反复衝擊模具表面，造成局部材料損失，在金屬表面形成坑坑洼窪。在反復作用下，模具表面會產生疲勞裂紋，甚至出現局部斷裂。

1.3 熱疲勞

模具表面反复受熱和冷卻而產生疲勞並形成裂紋。造成鋁鎂合金壓鑄模具開裂的主要原因是模具澆注溫度與預熱溫度的差異。溫差越大，冷卻速度越快，越容易產生熱疲勞裂紋。其次，熱循環速度、模具的熱處理工藝和表面處理也密切相關。

1.4 磨損

由於模具表面與加工的高溫鋁鎂合金零件之間的摩擦無法潤滑，高溫工件被氧化，使模具型腔表面回火軟化，硬度低增加磨損。嚴重的磨損使模具無法加工出合格的產品。退休無效。

1.5 休息

鋁鎂合金壓鑄模具在工作中出現較大裂紋或局部分離而失去正常使用能力的現象稱為斷裂失效。模具斷裂通常表現為局部碎片或整個模具破碎成幾部分。

鋁鎂合金壓鑄模具鋼的選擇

模具材料的種類、化學成分、金相組織、硬度、韌性、亞倍體組織等綜合因素是造成鋁鎂合金壓鑄模具失效的重要原因。惡劣的工作條件要求鋁鎂合金壓鑄模具具有較高的抗回火穩定性和抗冷熱疲勞性能，具有良好的耐高溫、高壓和高速液態鋁鎂合金沖蝕能力和高強度和韌性。

2.1 3Cr2W8V（H21）鋼

含有較多的鎢、鉻、釩元素，具有較高的淬透性、回火穩定性和熱強度。適用於高承載力、高熱強度和高回火穩定性的壓鑄模具。

2.2 4Cr5MoSiV1（H13）鋼

具有較高的韌性和耐冷熱疲勞性能，不易產生熱疲勞裂紋。即使出現熱疲勞裂紋，它們又細又短，不易擴大。使用前無需預熱，可用自來水冷卻。熱強度。

2.3 4Cr5Mo2MnSiV1（Y10）鋼

添加質量分數2%左右的鉬，輔以釩、泥等元素提高熱穩定性，並添加適量的矽、錳，增加基體強度，具有良好的熱疲勞性能和抗熔融金屬腐蝕。

2.4 4Cr5MoSiV (H11) 鋼

屬於鎢熱作模具鋼。在中溫條件下具有良好的韌性、良好的熱強度、熱疲勞性能和一定的耐磨性。它在較低的奧氏體化溫度條件下進行空氣淬火和熱處理。變形小，空冷時產生氧化皮的傾向小，能抵抗鋁液的沖蝕作用。

2.5 3Cr3Mo3VNb (HM3) 鋼

一種新型高強韌性熱鍛模具鋼，在低碳含量條件下添加微量元素Nb，提高抗回火性和熱強度，具有明顯的回火二次硬化作用，能有效克服模具由於熱磨損、熱疲勞、熱裂紋等。

2.6 4Cr3Mo3SiV (H10) 鋼

在500～600℃的工作溫度下具有較高的硬度、耐熱性和耐磨性，並具有很好的淬透性和高韌性，抗回火性和熱穩定性高於H13鋼，衝擊韌性硬度和斷裂韌性高於H3鋼2Cr8W260V鋼。當回火溫度超過13℃時，該鋼的硬度高於H3鋼。採用高強度、高韌性的模具材料是提高鋁鎂合金壓鑄模具性能、延長模具使用壽命的一項非常重要的措施。比如某模具直接用2Cr8W180V鋼加工。尺寸φ85x42mm，硬度要求46～249HRC，生產使用只能壓鑄XNUMX，

900 件。後來改用4Cr3Mo3SiV，使用壽命增加到1000.000萬件。

鋁鎂合金壓鑄模具熱處理工藝的選擇

鋁鎂合金壓鑄模具的熱處理是改變模具鋼的結構，使模具獲得所需的結構和性能，並能延長模具的使用壽命。熱處理工藝規範應根據模具材料、模具形狀、尺寸和復雜程度來確定。

3.1 預熱處理

壓鑄模具的預熱處理可採用連續退火、等溫退火和調質熱處理三種工藝。目的是在最終熱處理前獲得組織均勻和分散的碳化物，以提高鋼的強度和韌性。連續退火工藝比較簡單，也可以獲得較好的粒狀珠光體組織。對於形狀複雜、要求較高的壓鑄模具，可採用等溫退火，以獲得較為理想的粒狀珠光體組織。

3.2 淬火預熱

壓鑄模具鋼多為高合金鋼，導熱性差。淬火加熱時常採取預熱措施。預熱次數和溫度取決於模具鋼的成分和模具變形的要求。對於淬火溫度低、形狀簡單、變形要求不高的模具，淬火加熱時應進行預熱（800℃～850℃），不得開裂。對於淬火溫度較高、形狀複雜、變形要求高的模具，需要二次預熱（600～650℃、800～850℃）。目的是減少加熱過程中產生的應力，同時使模具的整體結構均勻。

3.3 淬火加熱

壓鑄模具的淬火加熱溫度可根據各鋼種的淬火加熱規範執行。例如3Cr2W8V鋼的淬火溫度為1050~1150℃，H13鋼的淬火溫度為1020~1100℃。為保證碳化物充分溶解，獲得均勻的奧氏體，獲得良好的高溫性能，壓鑄模具的淬火保溫時間應適當延長。一般鹽浴爐內的保溫係數為0.8～1.0min/mm。

3.4 淬火和冷卻

油淬速度快，性能好，但變形開裂傾向大。對於形狀簡單、變形要求低的壓鑄模具，一般採用油冷；對於形狀複雜、變形要求高的壓鑄模具，應採用分級淬火，防止模具變形和開裂。淬冷應盡可能緩慢，以減少淬火變形，在真空電阻爐中加熱淬火，冷卻可採用氣淬。鹽浴加熱淬火，冷卻可採用分級淬火。模具淬火冷卻時，應在均熱冷卻至150～200℃後立即回火，不得冷卻至室溫。

3.5 回火

壓鑄模具的硬度是通過回火實現的，壓鑄模具型腔的硬度直接影響模具的冷熱疲勞壽命。不同的材料，不同的淬火溫度，回火溫度也不同。例如3Cr2W8V鋼鋁鎂合金壓鑄模具的硬度一般為42～48HRC，其回火溫度一般選擇在560～620℃之間，但如果採用高溫淬火，則回火溫度高達670℃。 1150℃淬火650℃回火後硬度為45HRC； 1050℃淬火650℃回火後硬度為35HRC。

3.6 表面強化處理

壓鑄模具調質後，表面硬度不是很高。為了使壓鑄模具表面獲得高硬度和耐磨性，同時芯部仍保持足夠的強度和韌性，提高鋁鎂合金壓鑄模具的抗粘連性能，可以在壓鑄模具上進行滲氮。或氮碳共滲處理。採用增韌處理和表面強化處理工藝是提高模具性能和壽命的重要途徑。例如H13壓鑄模具的氮碳共滲熱處理介質為氨氣+乙醇，工藝為580℃×4.5h。經1030℃淬火、600℃回火、580氣體氮碳共滲熱處理後，模具表面硬度900HV以上，基體硬度46～48HRC，模具耐磨、抗疲勞、耐腐蝕得到了很大的改善。 .

結論

在鋁鎂合金壓鑄模具的生產中，要根據模具的工作條件，分析研究失效原因，正確選擇模具材料，制定合理的熱處理工藝，保證模具的質量。表面硬度、耐磨性、芯部強度和韌性，防止金屬液腐蝕和粘模。 , 有效降低廢品率，顯著提高模具使用壽命。生產實踐證明，將鋁鎂合金壓鑄模具預熱到有效經濟的溫度，可以減小模具與工件的溫差，減少模具裂紋的產生，延長模具的使用壽命，提高模具的使用壽命。生產率。當然，在鋁鎂合金壓鑄模具的使用過程中，正確使用、合理管理、精心維護也是減少模具早期斷裂失效、增加模具使用壽命的有效措施。

_{相關頁面:模具製造}

轉載請保留本文出處和地址: 提高鋁鎂合金壓鑄模具壽命的措施

明和壓鑄公司致力於製造和提供優質和高性能的鑄件（金屬壓鑄件範圍主要包括薄壁壓鑄,熱室壓鑄,冷室壓鑄),圓形服務（壓鑄服務，數控加工,模具製作，表面處理）。任何定制的鋁壓鑄件、鎂或 Zamak/鋅壓鑄件和其他鑄件要求歡迎與我們聯繫。