壓鑄模具鋼材選用

　　選用正確鋼材對壓鑄模來說生死攸關.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(時冷時熱)

 

　　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,會產生嚴重地磨損。

 

　　1.4粘著型腔在液態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生化學變化而腐蝕模面。

 

　　2.對鋼材性能要求

 

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

 

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

 

　　2.3對鋼材性能要求,良好的熱疲勞性能。壓鑄模具表面反復受到高溫加熱與冷卻,不斷膨脹、收縮,產生交變熱應力。此應力超過模具材料的彈性極限時,就發生反復的塑性變形引起熱疲勞。同時,模具表面長時間受到熔融金屬的腐蝕與氧化,也會逐漸產生微細裂紋,大多數情況下,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。高溫高壓澆鑄可產生明顯的熔融損傷,模具應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,并附有適當的氧化模、氮化層等保護層,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行熱處理,要用熱處理變形小的材料,這點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。壓鑄模型腔都經切削加工制成,所以模具材料應具有較好的被削性。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,其基體部分還是較硬。再加堅硬的碳化物,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具有較好拋光性能。

 

　　2.7對鋼材性能要求。材料內部組織均勻無缺陷模具材料的組織應均勻、無缺陷、方向性少、否則不僅影響模具的裂紋、強度、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當碳的含量(質量分數)不大于0.0218%時叫純鐵。

 

　　3.3純鐵具有良好的塑性和韌性,但強度和硬度較低(大概是HRC11,其硬度和現在的元錢硬幣差不多)。·當碳的含量在0.0218%~%2.11%時叫鋼。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的,如硅,錳。

 

　　4.3有些元素是為特別需要加進的,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行壓力加工時,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重,這種現象叫作冷脆性.在優質鋼中,硫和磷要嚴格控制.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;能細化鋼的晶粒組織,提高鋼的強度,韌性和耐磨性它在高溫熔入奧氏體時,可增加鋼的淬透性;反之,當它在碳化物形態存在時,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性,防止回火脆性,提高剩磁和嬌頑力

 

　　4.10鈦;能細化鋼的晶粒組織,從而提高鋼的強度和韌性.在不銹鋼中,鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現象.

 

　　4.11鎳;能提高鋼的強度和韌性,提高淬透性.含量高時,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;當鋼中含有微量的(0.001-0.005%)硼時鋼的淬透性可以成倍的提高

 

　　4.13鋁;能細化鋼的晶粒組織,阻抑低碳鋼的時效，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

 

　　歐洲進口的W302

 

　　瑞典進口的8407