延长金属压铸模具使用寿命的方式 (2)

日期: 2018-07-12  来源:51模材  点击数:  


  (2)渗氮。渗氮在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理。其目的是提高工件表面硬度、耐磨性、疲劳极限、热硬性及抗咬合性等。一般压铸模经淬火、回火(45~47HRC)后,必须进行渗氮,氮化层深度为0.15~0.2mm。有气体渗氮,离子渗氮。H13钢作挤压铝型材的空心模,经1,080℃油淬+560%:x2h两次回火,硬度48HRC。经过520℃x4h的离子渗氮,模具挤压的型材从1,000kg提高4,500kg,寿命提高了3倍。


  (3)N—C共渗(软氮化)。软氮化实质是在较低温下进行的以渗氮为主的碳氮共渗。经软氮化处理后,可显著提高表面的疲劳强度及耐磨性、抗咬合、抗擦伤和腐蚀等性能“01。H13钢由于渗氮化合物中,相对韧性较低,膨胀系数较大,对热疲劳性能产生不利影响。在软氮化时,由于C在8相中溶解度高(550℃时达38%),软氮化温度在565℃以下附近较好。即能保证渗速,又能使£+1’所需的N浓度较高,可在表层形成£之前有更多的N渗人基体,这样在第二阶段N原子扩散时,有利于形成合理的扩散层。软氮化时间以2~4h为宜,超过6h,渗N层不再增加,硬度在2~3h达到最大值。实践证明比较合理的气体软氮化工艺如图1所示。


  (4)表面渗铝渗铝指铝在金属或合金表面扩散渗入的过程。渗铝目的是提高材料的热稳定性、耐磨性和耐蚀性。对模具表面进行先渗铝后氧化的方法,使表面生成Fe—A1—0的混合物,以减少粘模的发生,从而延长模具的寿命。常用渗铝有3种:固体粉末渗铝、热浸镀铝、表面喷镀铝再扩散退火。


  (5)模具渗铬渗铬可提高型腔表明硬度(1,300HV以上)、耐磨性、耐蚀性、疲劳强度和抗高温氧化性。对承受强烈磨损的模具,可显著提高使用寿命。渗铬时,加热到950℃~1,100℃,保温5h~10h即可形成一层结合牢固的渗铬层。渗铬层厚度一般较小,不影响模具型腔的尺寸。如对压铸件的一般形状及尺寸来说,铝合金压铸模3Cr2W8V,经渗铬后的使用寿命可提高10倍左右。


  5.3 表面形成覆盖层强化气相沉积技术:气相沉积技术是利用气相中发生的物理、化学过程,改变工件表面成分,在表面形成具有特殊性能(超硬耐磨或特殊的光学、电学性能)的金属或化合物涂层的新技术。


  化学气相沉积(CVD)的沉积物由引入高温沉积区的气体离解所产生。CVD处理的模具形状不受限制,可在含碳量大于0.8%的工具钢、渗碳钢、高速钢、铸铁以及硬质合金等表面上进行。在模具上涂覆TiC、TiN覆层的工艺,其覆层硬度高达3,000HV,使模具耐磨性和抗摩擦性能提高。CVD处理后还需要进行淬火回火。采用TiC、TiN的复合涂层,使模具寿命成倍提高。


  物理气相沉积(PVD)镀钛加工采用纳米涂层的新技术,在模具表面沉积多层多元素金属薄膜(膜层厚度为l~71a,m),这层膜具有耐磨损、抗腐蚀,高硬度的功能,由于这层膜不与铝、锌等金属溶液亲和或发生反应,能极大地改善压铸件的离模性能而不发生粘模现象。在改善液体金属粘模和热龟裂方面取得最佳效果,有效解决压铸模具碰到的问题,以获得最优的综合使用性能,解决了传统工艺所无法解决的问题。


  6、优化模具设计及压铸工艺减少模具上尖角、拐角的地方,合理使用材料,规范加工和热处理工艺。模具的氮化处理要控制模具的表面硬度HV,>600,氮化层深度达到0.12~0.2mm。正确的预热模具,优化模具以改进内部冷却,使模具获得均匀热平衡效果,使模具维护稳定较低的温度,合理喷涂涂层,涂层对延缓热疲劳裂纹有重要意义,提高模具寿命和效益。


  模具压力加工是机械制造的重要组成部分,而模具的水平、质量和寿命则与模具表面强化技术息息相关。压铸模的工作条件极为复杂和恶劣,影响模具失效的主要是热疲劳。我国铝压铸模技术有了一定的发展,但与国外先进水平相比差距很大,其中模具寿命尤为突出。国外可达到8~15万模次,国产模具寿命一般在4—8万件之间,平均6万件,模具寿命短,直接导致生产效率的下降和产品成本的提高。模具工业是国民经济的基础产业,模具工业的发展水平是衡量国家工业水平及铸件开发能力的标志,从而采用延长压铸模使用寿命地最佳措施,这将对降低生产成本提高经济效益具有重要地现实意义。


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