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蘇州市東锜模具鋼材有限公司是一家有十多年的經(jīng)營歷史，專注銷售進(jìn)口、國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具鋼材的公司，公司擁有40多臺(tái)大小型鋸床，二十多臺(tái)銑磨機(jī)和CNC加工設(shè)備，并配有檢測專業(yè)人才，真正做到從下料，加工，送貨等“一站式”服務(wù)，節(jié)省了客戶的寶貴工作時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率，深受廣大客戶的好評(píng)！
壓鑄模具鋼的使用壽命有多長？
隨著社會(huì)進(jìn)步的發(fā)展，模具鋼的利用率有了很大的提高。使用時(shí)，應(yīng)注意盡可能延長使用時(shí)間。那么如何提高壓鑄模具鋼的使用壽命呢？這是一個(gè)很專業(yè)的問題。畢竟影響高壓鑄模具鋼使用壽命的因素很多。接下來我們來解釋一下壓鑄模具鋼的使用壽命有多長。
模具因磨損、侵蝕、腐蝕和熱疲勞而變形、破裂、粘附和破裂。鑄件上形成毛刺、飛邊、脫皮、疤痕、劃痕、粗糙度、尺寸偏差后，就不能再修復(fù)了。報(bào)廢前加工的零件數(shù)量稱為模具的使用壽命。對(duì)于模具本身，有其正常的壽命水平。如果一副模具，通過精心設(shè)計(jì)，注意維護(hù)和正常使用，達(dá)到了國內(nèi)外相對(duì)壽命指標(biāo)，損壞就屬于正常壽命范疇。如果是早期失效，說明現(xiàn)有材料和工藝的潛力沒有得到充分發(fā)揮，我們應(yīng)該給予足夠的重視，從各個(gè)方面找出原因和對(duì)策。提高模具壽命是一個(gè)復(fù)雜sus630材質(zhì)材料硬度是多少的綜合問題，有許多因素。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)事物規(guī)律性的認(rèn)識(shí)提高了，其生命指數(shù)也可以向更高的目標(biāo)前進(jìn)。
影響模具壽命的因素
影響模具壽命的因素很多，包括外部因素和內(nèi)部因素。外部因素是指模具工作時(shí)的外部環(huán)境，包括:工作條件、設(shè)備條件、使用過程中的維護(hù)、加工零件的材料、壁厚、尺寸、形狀等。內(nèi)部因素是指模具材料的冶金質(zhì)量、加工工藝規(guī)范和熱加工工藝制度，包括毛坯的鍛造和熱處理、模具結(jié)構(gòu)的合理性、工藝設(shè)計(jì)方案的先進(jìn)性和匹配精度的準(zhǔn)確性等。如果我們處理好上面提到的所有方面，模具的耐用性就會(huì)得到準(zhǔn)確的保證。
提高模具壽命的基本方法
1.冶金部門需要提供高質(zhì)量的鋼材
鍛坯斷裂、淬火過程中的工藝缺陷和使用過程中承載能力的降低都與鋼的冶金質(zhì)量密切相關(guān)。冶金質(zhì)量包括:材料的潔凈度；有害元素、氣體和非金屬夾雜物的含量，碳化物的均勻分布和顆粒的細(xì)度；斷口是否有孔洞、疏松、白點(diǎn)，成分是否始終穩(wěn)定一致，是否符合鋼材標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。目前的電渣重熔冶煉方法能明顯保證材料的冶金質(zhì)量。
2.采用先進(jìn)的毛坯鍛造工藝
鍛模毛坯有兩個(gè)目的:，碳化物分布均勻，加熱時(shí)阻礙奧氏體晶粒的生長，降低鋼對(duì)過熱的敏感性。由于均勻分布的碳化物具有極高的硬度，鋼的耐磨性和抗咬合性顯著提高，鋼的抗塑性變形能力也得到增強(qiáng)。其次，形成合理的流線分布，使材料的力學(xué)性能和淬火變形趨勢沒有明顯差異。如采用合理的手段后，可以達(dá)到上述進(jìn)度計(jì)劃的目的。
目前多向拔墩鍛造工藝值得采用。其主要特點(diǎn)是鍛造時(shí)變形均勻，易于鍛造，碳化物細(xì)磨，顯微組織整體改善。需要注意的是，高合金模具鋼通常導(dǎo)熱性能差，塑性低，抗變形能力強(qiáng)，鍛造溫度范圍窄。如果鍛造時(shí)加熱不足，鍛件容易斷裂或產(chǎn)生內(nèi)部裂紋，如果冷卻不當(dāng)，鍛件會(huì)有網(wǎng)狀碳化物或冷裂紋的危險(xiǎn)。因此，在加熱規(guī)范中，要特別注意初鍛溫度和終鍛溫度?？刂瞥跏煎懺鞙囟鹊闹饕縮us630是什么材料對(duì)應(yīng)的是獲得更佳的塑性和更小的變形抗力。控制終鍛溫度的上限是防止晶粒長大或析出網(wǎng)狀碳化物等缺陷；控制下限是為了防止塑性降低，導(dǎo)致鍛造裂紋或過大的內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于3Cr2W8 V鋼，當(dāng)加熱溫度為1080 ~ 1120c時(shí)，初鍛溫度為1080 ~ 1120c，終鍛溫度為900 ~ 8500 C，較為理想。在冷卻規(guī)范中，要防止ar或Arm以上的冷卻速度慢導(dǎo)致網(wǎng)狀碳化物析出，防止冷卻速度過快導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力過大導(dǎo)致冷裂紋的形成。
另外，對(duì)于含鎢的3Cr2W8V熱作模具鋼，為了使鍛坯組織均勻，降低硬度，便于切削，需要進(jìn)行退火處理。在退火過程中，值得研究的是，在Aci以上采用連續(xù)退火工藝是不夠的，可能會(huì)形成穩(wěn)定的WC和WZC碳化物，降低鋼的硬化能力和淬透性。如果采用高溫退火進(jìn)行軟化處理，不僅可以獲得細(xì)小的珠光體，而且具有操作簡單、周期短、不易氧化脫碳等優(yōu)點(diǎn)。高溫退火的軟化工藝規(guī)范是。加熱至Aci，(850°C)，在750-780°C下徹底燃燒，保持溫度1012小時(shí)，溫度達(dá)到600c后空冷。
3.通過好模具材料的初步檢驗(yàn)
從生產(chǎn)角度考慮，為了方便快捷，可以采用磨削火花識(shí)別法。目前，由于一些管理問題，鋼種有時(shí)會(huì)被誤用，給生產(chǎn)帶來不可挽回的損失。因此，磨削火花可以作為初步檢查的內(nèi)容進(jìn)行。3Cr2W8V鋼的火花。與其他鋼種相比，有明顯區(qū)別?；鹗?xì)而短，發(fā)出暗光，無火花迸裂，暗紅色流線，尾部有斑點(diǎn)狐尾花斑。其次，值得進(jìn)行超聲波檢查，檢查出毛坯中隱藏的缺陷。一方面是為了防止鍛件因材質(zhì)問題達(dá)不到鍛造要求而報(bào)廢；另一方面，由于未能發(fā)現(xiàn)隱患，在投入大量加工勞動(dòng)力和材料并花費(fèi)很長時(shí)間后，更終是失敗的。其他檢查項(xiàng)目和依據(jù)如下:疏松度可按YB9-68評(píng)定，殘余網(wǎng)狀碳化物和共晶碳化物不均勻性可按GB1299-77檢驗(yàn)。鋼的晶粒度測量方法國內(nèi)是YB27-64，也可以參考美國的ASTM112-74，日本的JISG0551-77，蘇聯(lián)的oct 5639-650，只有日本的龔-76和JISG0538-77的標(biāo)準(zhǔn)。硬化層的深度sus630材質(zhì)怎么加工按照日本JISG0557-77標(biāo)準(zhǔn)測量，IS-73規(guī)定從表面測量到HV 550(在1 kgf載荷下測量)。在拋光過程中，如果出現(xiàn)局部凹坑或砂眼等缺陷，很有可能會(huì)積累氧化物夾雜物。
4.仔細(xì)設(shè)計(jì)模具的結(jié)構(gòu)
模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容極其豐富，可以從鑄件結(jié)構(gòu)和工藝性分析入手。由于鑄造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，模具中出現(xiàn)薄斷面，成為斷裂的根源。不合理的斜率值會(huì)在抽芯、開?；蛉〖r(shí)造成劃痕。空腔壁連接處稍有遺漏的倒角導(dǎo)致應(yīng)力集中裂紋。在澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)流動(dòng)方向、橫截面積和注射速度的不當(dāng)控制會(huì)導(dǎo)致模具壁或型芯的侵蝕。熔融金屬進(jìn)入模腔后形成的渦流，由于渦流芯的速度是無限的，對(duì)模具表面的刻蝕起到很強(qiáng)的作用，導(dǎo)致模具局部拉毛，剛性不足。片面強(qiáng)調(diào)節(jié)約鋼材，導(dǎo)致早期變形或斷裂，經(jīng)常發(fā)生。如果每個(gè)部件的匹配精度等級(jí)選擇不當(dāng)，熱導(dǎo)率會(huì)降低，并且由于間隙過大而過早出現(xiàn)熱疲勞，或者由于裝配尺寸過緊而在壓鑄過程中出現(xiàn)模具裂紋。在現(xiàn)代模具結(jié)構(gòu)中，已經(jīng)考慮了快速頂出機(jī)構(gòu)。這里一方面要提高生產(chǎn)效率。但從另一個(gè)角度來看，它也是為了減少鑄件的模具滯留時(shí)間，去除模具材料的熱負(fù)荷而設(shè)計(jì)的。
5.合金熔化和保溫過程中的相關(guān)控制
模具表面被高速金屬流侵蝕。所有腐蝕的零件都會(huì)降低鑄件的尺寸精度和表面光潔度，甚至使零件與鑄件咬合，影響順利拆模。因此，控制溫度參數(shù)是非常重要的，包括掌握合金溫度和控制模具始終處于熱平衡。此外，合金中的氣體問題，在高速高壓充型的特殊環(huán)境下，隨著金屬液流的噴濺而迸出，造成模具氣蝕，在模具表面留下麻點(diǎn)，應(yīng)引起重視。一方面，對(duì)合金進(jìn)行精煉和脫氣是凈化合金液的必要條件，同時(shí)也有利于避免氣蝕和防止模具表面點(diǎn)蝕。此外，控制合金中鐵的含量對(duì)防止粘模非常重要。但根據(jù)Al-Fe相圖可知，在600℃左右，鋁容易溶入鐵中形成固溶體，容易附著在模具表面，使鑄件表面質(zhì)量下降。在嚴(yán)重的情況下，模具表面會(huì)形成脆性的鐵鋁化合物，成為裂紋源。在這個(gè)問題上，除了鍍層可以發(fā)揮作用之外，控制合金中適當(dāng)?shù)蔫F含量也是值得注意的。鐵含量超標(biāo)可以用鋁來調(diào)節(jié)，鐵含量與鋁的比例可以用10:2來處理，而鐵含量過低要通過增加鐵來解決。常州sus630
6.采用更佳的模具熱處理規(guī)范
作為壓鑄模具的材料，必須具有較高的熱強(qiáng)度和回火穩(wěn)定性，才能獲得較高的熱疲勞抗力和耐磨性。目前，作為鋁合金壓鑄的模具材料，它仍然是國內(nèi)應(yīng)用更廣泛的鎢基模具鋼3Cr2W8V。其鍛造性能良好，加工性能和熱處理工藝性能也較好。對(duì)于3Cr2W8V鋼來說，由于熱處理工藝不當(dāng)，鋼的壽命往往會(huì)上升和下降。其中，調(diào)質(zhì)工藝，尤其是嚴(yán)格控制，直接影響模具的抗熱疲勞性、熱強(qiáng)度和抗回火性。
目前大多數(shù)工廠的壓鑄模具淬火溫度都在1050-1100℃，進(jìn)一步提高淬火溫度的呼聲很大，但也有利弊。眾所周知，隨著淬火溫度的提高，其優(yōu)點(diǎn)如下:
1)更多的碳化物溶解到奧氏體中，會(huì)使淬火后的馬氏體具有更高的回火穩(wěn)定性，熱強(qiáng)度、耐磨性和抗疲勞性也會(huì)相應(yīng)提高；
2)一定程度上減少了碳化物的帶狀偏析，減少了殘余碳化物對(duì)基體的切削作用。還提高了材料性能的方向性，使殘留的碳化物更少、更小、更均勻、更圓，從而提高了強(qiáng)度和韌性。
3)增加板條馬氏體的數(shù)量，提高強(qiáng)度和韌性，降低裂紋擴(kuò)展速度。
但是它也有它的缺點(diǎn):
1)晶粒粗化降低了模具韌性。比如奧氏體化溫度為C時(shí)，晶粒度等級(jí)為9-10，奧氏體化溫度為C時(shí)，晶粒度等級(jí)為2級(jí)。
2)模具更容易變形。
3)模具表面更容易氧化脫碳。
權(quán)衡利弊，我認(rèn)為壓鑄模具的主要失效形式是熱疲勞和熱腐蝕，所以高溫強(qiáng)度、硬度和抗回火性比韌性更重要。提高淬火溫度將進(jìn)一步開發(fā)3Cr2W8V鋼作為壓鑄模具材料的潛力。對(duì)于模具變形和氧化脫碳，可采取相應(yīng)措施解決。比如淬火加熱采用兩次預(yù)熱，其中第二次預(yù)熱溫度為850-870℃，略低于更終淬火溫度。目的是減少模具與溫度的時(shí)間差，縮短高溫保溫時(shí)間，緩解高溫加熱帶來的弊端；再比如二次分級(jí)淬火或等溫淬火，可以減少變形。其他如鹽浴強(qiáng)化脫氧或保護(hù)氣氛的箱式爐加熱，可避免氧化脫碳。
由于3Cr2W8V鋼的成分在允許范圍內(nèi)波動(dòng)，理論上應(yīng)該有其更佳淬火溫度。當(dāng)采用較高的淬火溫度時(shí)，更佳碳含量在規(guī)定含量的下限內(nèi)；并且鎢含量處于規(guī)定含量的上限，因此淬火后仍可獲得更細(xì)的晶粒?；鼗饻囟鹊倪x擇:一般認(rèn)為回火至硬度HRC47-48的抗熱疲勞性能更好，但回火溫度必須比模具使用溫度高30-500°C，否則在使用過程中會(huì)再次回火。
淬火溫度越高，回火溫度應(yīng)該越高，這樣才能提高淬火溫度。如果淬火溫度為1050 sus630可以HRC嗎 ~ 2000℃，回火溫度為560 ~ 6000℃；淬火溫度為1100℃和1150℃時(shí)，回火溫度應(yīng)為600 ~ 650℃。鋁合金模具回火次數(shù)為2-3次，銅合金模具回火次數(shù)為3次，以消除殘余奧氏體，避免使用過程中殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重影響模具壽命。
7.模具的高能密度表面強(qiáng)化處理
高能量密度表面強(qiáng)化是指材料表面受到極高的能量而發(fā)生物理化學(xué)變化，從而達(dá)到強(qiáng)化的目的。其主要特點(diǎn)是工藝簡單，加工快速，零件變形小，生產(chǎn)效率高。其中，電火花表面強(qiáng)化技術(shù)是減少表面腐蝕、防止金屬與模具表面咬合、延長使用壽命的有效途徑之一。根據(jù)脈沖電路全放電原理，將硬質(zhì)合金制成的sus630材質(zhì)是否需要熱處理電極(Y68)接電源正極，金屬工件接電源負(fù)極。兩個(gè)電極在空氣中周期性接觸，導(dǎo)致氣隙放電，形成火花和高溫。在高溫作用下，碳化鎢升華并從電極上釋放出來，在工件表面產(chǎn)生并完成重熔、沉積、擴(kuò)散、結(jié)合、硬化等一系列過程，從而在被鍍工件表面形成成分均勻、組織致密、硬度高的碳化鎢鍍層，其表面硬度達(dá)到HV1100-1400。增強(qiáng)層與基體結(jié)合牢固，耐沖擊，不剝落。強(qiáng)化處理時(shí)，工件預(yù)冷？狀態(tài)，更小放電點(diǎn)，時(shí)間短，無退火變形。模具強(qiáng)化后，耐熱、耐腐蝕、紅硬性和耐磨性均有良好的效果。
國外出現(xiàn)了一種氧氮表面擴(kuò)散法，即將模具在真空下于540℃加熱4小時(shí)，然后通入氨氣，接著通入丙烷和二氧化碳，直至形成深度為0.03 mm的氧化鐵、氮化鐵和碳化鐵。600℃處理后，表面硬度達(dá)到HV750。滲氮處理中，氣體軟氮化效果更好，處理后的模具具有較高的表面硬度、耐磨性和沖擊韌性。其復(fù)合層致密單相，提高了模具的抗劃傷、抗咬合、抗粘連和抗腐蝕能力。此外，氣體軟氮化生產(chǎn)周期短，易于維修，設(shè)備簡單，操作方便。適用于3Cr2W8V鋼和鋁壓鑄模的表面強(qiáng)化，更佳工藝參數(shù)為:50%甲醇和50%氨水，580℃加熱滲氮，保溫4.5小時(shí)，軟氮化后油冷。
8.采用良好的操作規(guī)范
操作規(guī)范的個(gè)問題是生產(chǎn)前的模具預(yù)熱。模具中的應(yīng)力與模具的溫度梯度成正比，適當(dāng)提高預(yù)熱溫度是可以理解的。但是，過高的預(yù)熱溫度會(huì)使型腔表面接觸溫度過高，破壞材料的屈服強(qiáng)度，不利于模具的抗熱疲勞性能。此外，在使用過程中，模具始終處于熱平衡狀態(tài)，這已成為提高模具壽命、提高生產(chǎn)效率、保證鑄件致密性的重要手段。對(duì)于冷卻通道的布置和熱油加熱冷卻控制設(shè)備的應(yīng)用，以測量模具溫度場的分布為依據(jù)?；跓犭娢锢憩F(xiàn)象相似的理論，用熱電模擬方法測量等溫線的分布仍然具有實(shí)用價(jià)值。在穩(wěn)定條件下，也就是說，在溫度場中的溫度和電場中的電勢不隨時(shí)間變化的條件下，固體的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象和DC電路中導(dǎo)體的傳導(dǎo)現(xiàn)象可以用同一個(gè)拉普拉斯微分方程來描述。根據(jù)相似理論，如果兩種不同的物理現(xiàn)象可以用一個(gè)微分方程來描述，并且實(shí)現(xiàn)了邊界條件，那么幾何條件就類似于物理量，比如電場中的電壓和電阻，電流和溫度場的溫差，熱阻和熱流是彼此相似的，那么就可以在電學(xué)模型上模擬熱元件上的傳熱現(xiàn)象，對(duì)生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用。操作過程中的節(jié)奏和連續(xù)性，加上模具溫度控制裝置的使用，可以為保持模具的更佳熱平衡狀態(tài)創(chuàng)造條件。
在使用期間，對(duì)壓鑄模進(jìn)行應(yīng)力釋放和回火，使熱疲勞裂紋在孕育期產(chǎn)生應(yīng)力松弛，成為提高其使用壽命的有效措施。消除應(yīng)力的回火溫度比原始回火溫度低3050℃，回火間隔與鑄件材料、模具材料和鑄件重量有關(guān)，一般應(yīng)在裂紋出現(xiàn)前進(jìn)行。對(duì)于重量為100克的鋁合金壓鑄件，模具應(yīng)在使用幾次后進(jìn)行去應(yīng)力和回火；重量為100-500克，分次服用；500多克換5000次。相同重量的銅合金鑄件，間隔分別為3000次、2000次、1000次。
涂層的層壓性能在保護(hù)模具材料方面起著重要作用。如果涂層不能均勻恢復(fù)，就有腐蝕的危險(xiǎn)。在美國，已經(jīng)討論了噴涂模具表面時(shí)液滴形成和分散面積的機(jī)理，在西德也有類似的研究工作報(bào)道。他們認(rèn)為噴涂在高溫模具上的涂層液滴會(huì)產(chǎn)生較高的蒸汽壓力，不易吸附在模具表面，造成脫離和飛濺，模具表面未能充分潤濕會(huì)影響模具壽命。根據(jù)機(jī)理分析，涂層液滴應(yīng)該先以球形與成型表面接觸，然后散開成橢圓形以增加接觸面積，然后散開形成薄膜以達(dá)到均勻覆蓋的目的。因此，模具溫度不應(yīng)超過所謂的“潤濕溫度”范圍。更佳方案是增加噴霧壓力，使液滴獲得更高的動(dòng)能，抑制液滴的冷凝現(xiàn)象，達(dá)到避免快速汽化的目的。
在模具使用過程中，定期觀察和維修模具是非常重要的。在生產(chǎn)中，由于支撐板和套筒板變形以及緊固螺栓松動(dòng)而導(dǎo)致模具早期失效的例子很多。
9.確保模具的加工質(zhì)量
磨削過程中，砂輪不夠鋒利，產(chǎn)生摩擦熱，會(huì)造成表面磨削裂紋。此外，由于磨削應(yīng)力的存在，模具的熱疲勞能力也會(huì)降低。
型腔表面，尤其是澆口表面光潔度不高或模具表面有少量劃痕和標(biāo)記的地方，是裂紋源。模具鑲塊與套板配合精度選擇不當(dāng)，或套板因過度松動(dòng)影響導(dǎo)熱效率或過緊而開裂。模具和機(jī)器之間的安裝精度，包括平行度和垂直度，可能會(huì)影響導(dǎo)軌的過早磨損。目前，電火花加工模具應(yīng)用廣泛。在加工過程中，表層下的回火區(qū)是由于局部高溫形成的。該區(qū)域在結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分上與基體不同，硬度較高。另外，表面有殘余應(yīng)力，加工表面容易形成細(xì)小裂紋，需要拋光。目前超聲波拋光應(yīng)用廣泛，其效率比手工拋光可提高1-2倍。
10.模具磨損后下一道工序的處理
采用電火花碳化鎢表面強(qiáng)化技術(shù)是減少表面腐蝕、防止金屬與模具表面咬合、延長使用壽命的有效途徑之一。這種方法不僅可以作為修復(fù)模具的手段，還可以在新模具正式投入使用前，對(duì)工作條件特別差的型腔、型芯和澆注系統(tǒng)零件進(jìn)行選擇性表面強(qiáng)化處理。低壓等離子噴涂機(jī)在國內(nèi)已經(jīng)設(shè)計(jì)開發(fā)成功，可以在低壓真空條件下噴涂工件，從而獲得高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕等特殊涂層。如果采用堆焊技術(shù)修復(fù)破損模具，使用(d2.5 ~ 3mm) 337焊條是成功的。用氧乙炔焰合金粉(Ni45)噴焊型腔和修復(fù)沖頭也是可行的。
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