沖壓模具設(shè)計(jì)很好的資料

1、壓鑄模具是模具中的一個(gè)大類(lèi)。 隨著我國(guó)汽車(chē)摩托車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，壓鑄行業(yè)迎來(lái)了發(fā)展的新時(shí)期。同時(shí)，也對(duì)壓鑄模具的綜合力學(xué) 性能、壽命等提出了更高的要求。 要滿(mǎn)足不斷提高的使用性能需求僅 僅依靠新型 模具材料的應(yīng)用仍然很難滿(mǎn)足， 必須將各種表面處理技術(shù) 應(yīng)用到壓鑄模具的表面處理當(dāng)中才能達(dá)到對(duì)壓鑄模具高效率、 高精度 和高壽命的要求。 壓力 鑄造是使熔融金屬在高壓、 高速下充滿(mǎn)模具型 腔而壓鑄成型， 在工作過(guò)程中反復(fù)與熾熱金屬接觸， 因此要求壓鑄模 具有較高的耐熱疲勞、導(dǎo)熱性耐磨性、耐蝕性、沖擊韌性、紅硬性、 良好的脫模性等。因此，對(duì)壓鑄模具的表面處理技術(shù)要求較高近年來(lái)， 各種壓鑄模具表面處理 新

2、技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但總的來(lái)說(shuō)可以分為以下三 個(gè)大類(lèi)： (1)傳統(tǒng)熱處理工藝的改進(jìn)技術(shù) ;(2)表面改性技術(shù)，包括表面 熱擴(kuò)滲處理、表面相變強(qiáng)化、 電火花強(qiáng)化技術(shù)等 ;(3)涂鍍技術(shù)，包括 化學(xué)鍍等。1 傳統(tǒng) 熱處理工藝 的改進(jìn)技術(shù)傳統(tǒng)的壓鑄模具 熱處理工藝 是淬火 -回火，以后又發(fā)展了表面處 理技術(shù)。由于可作為壓鑄模具的材料多種多樣， 同樣的表面處理技術(shù) 和工藝應(yīng)用在不同的材料上會(huì)產(chǎn)生不同的效果。 史可夫最近提出針對(duì) 模具基材和表面處理技術(shù)的基材預(yù)處理技術(shù)， 在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上對(duì) 不同的模具材料提出適合的加工工藝， 從而改善模具性能， 提高模具 壽命。熱處理技術(shù)改進(jìn)的另一個(gè)發(fā)展方向， 是將傳統(tǒng)的

3、熱處理工藝 與 先進(jìn)的表面處理工藝 相結(jié)合，提高壓鑄模具的使用壽命。 如將化學(xué)熱 處理的方法碳氮共滲，與常規(guī)淬火、回火工藝相結(jié)合的 NQN( 即碳氮這一類(lèi)型中包括有滲碳、滲氮、滲硼以及碳氮共滲、硫碳氮共滲滲碳工藝應(yīng)用于冷、 熱作和塑料模具表面強(qiáng)化中，都能提高 模具1140 1150 使壓鑄有色金共滲 - 淬火-碳氮共滲 ）復(fù)合強(qiáng)化，不但得到較高的表面硬度， 而且有 效硬化層深度增加、 滲層硬度梯度分布合理、 回火穩(wěn)定性和耐蝕性提 高，從而使得壓鑄模具在獲得良好心部性能的同時(shí)， 表面質(zhì)量和性能 大幅提高。2 表面改性 技術(shù)2.1 表面熱擴(kuò)滲技術(shù)等。2.1.1 滲碳和碳氮共滲壽命 。如 3Cr2W

4、8V 鋼制的壓鑄模具，先滲碳、再經(jīng) 淬火， 550回火兩次，表面硬度可達(dá) HRC56 61， 屬及其合金的 模具壽命提高 1. 83.0 倍。進(jìn)行滲碳處理時(shí)，主要的 工藝方法有固體粉末滲碳、氣體滲碳、以及真空滲碳、離子滲碳和在 滲碳?xì)夥罩屑尤氲匦纬傻奶嫉矟B等。 其中，真空滲碳和離子滲 碳則是近 20 年來(lái)發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，該技術(shù)具有滲速快、滲層均勻、 碳濃度梯度平緩以及工件 變形 小等特點(diǎn)，將會(huì)在模具表面尤其是 精密 模具表面處理中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。2.1.2 滲氮及有關(guān)的低溫?zé)釘U(kuò)滲技術(shù)這一類(lèi)型中包括滲氮、離子滲氮、碳氮共滲、氧氮共滲、硫氮共 滲以及硫碳氮、氧氮硫三元共滲等方法。這些方

5、法處理工藝簡(jiǎn)便、適 應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)滲溫度較 低（一般為 480600）、工件 變形小，尤其適應(yīng)精密模具 的表面強(qiáng)化，而且氮化層硬度高、耐磨性好，有較好的抗 粘模性能。 3Cr2W8V 鋼壓鑄模具， 經(jīng)調(diào)質(zhì)、 520540 氮化后， 使用壽命較不氮化的模具提高 2 3 倍。美國(guó)用 H13 鋼制作的壓鑄模 具，不少都要進(jìn)行氮化處理，且以滲氮代替一次回火，表 面硬度高 達(dá) HRC65 70，而模具心部硬度較低、韌性好，從而獲得優(yōu)良的綜 合力學(xué)性能。氮化工藝是壓鑄 模具表面處理 常用的工藝，但當(dāng)?shù)瘜?出現(xiàn)薄而脆的 白亮層時(shí)，無(wú)法抵抗交變熱應(yīng)力的作用，極易產(chǎn)生微 裂紋，降低熱疲勞抗力 。因此，在氮化過(guò)程中

6、，要嚴(yán)格控制工藝，避 免脆性層的產(chǎn)生。最近，國(guó)外提出采用二次 和多次滲氮工藝。采用反復(fù)滲氮的辦 法可以分解容易在服役過(guò)程中產(chǎn)生微裂紋的氮化物白亮層， 增加滲氮 層厚度，并同時(shí)使模具表面存在很厚的殘余應(yīng)力層，使模具 的壽命 得以明顯提高。此外還有采用鹽浴碳氮共滲和鹽浴硫氮碳共滲等方 法。這些工藝在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛，在國(guó)內(nèi)較少見(jiàn)。如 TFI+ABI 工 藝，是在鹽浴氮碳 共滲后再于堿性氧化性鹽浴中浸漬。工件表面發(fā) 生氧化，呈黑色，其耐磨性、耐蝕性、耐熱性均得到了改善。經(jīng)此方 法處理的 鋁合金壓鑄模具 壽命提高數(shù)百小時(shí)。再如法國(guó)開(kāi)發(fā)的硫氮碳 共滲后進(jìn)行氮化處理的 oxynit 工藝，應(yīng)用于有色金屬壓

7、鑄模具則更具 特點(diǎn)。2.1.3 滲硼由于滲硼層的高硬度 (FeB:HV1800 2300 、Fe2B:HV1300 1500) 、耐磨性和紅硬性，以及一定的耐蝕性和抗粘著性，滲硼技術(shù)在模具工業(yè)中獲得較好的應(yīng)用效果。但因壓鑄模具工作條件十分苛 刻，故滲硼工藝較少應(yīng)用于壓鑄 模具表面處理 中，但近年來(lái)，出現(xiàn)了 改進(jìn)的滲硼方法， 解決了上述問(wèn)題， 而得以應(yīng)用于壓鑄模具的表面處 理，如多元、涂劑粉末滲等。涂劑粉末滲硼的方法是將硼化合物和其 他滲劑混合后涂覆在壓鑄模具表面， 待液體揮發(fā)后， 再按照一般粉末 滲硼的方法裝箱密封， 920加熱并保溫 8h，隨之空冷。 這種方法可 以獲得致密、均勻的滲層， 模

8、具表面滲層硬度、耐磨性和彎曲強(qiáng)度都 得到提高， 模具使用壽命 平均提高 2 倍以上。2.1.4 稀土表面強(qiáng)化近年來(lái)，在模具表面強(qiáng)化中采用加入稀土元素的方法得到廣泛推 崇。這是因?yàn)橄⊥猎鼐哂刑岣邼B速、 強(qiáng)化表面及凈化表面等多種功 能13，它對(duì)改善模具表面組織結(jié)構(gòu)，表面物理、化學(xué)及力學(xué)性能 均有極大地影響，可提高滲速、強(qiáng)化表面、生成稀土化合物。同時(shí)可 消除分布在晶界上微量雜質(zhì)的有害作用， 起著強(qiáng)化和穩(wěn)定模具型腔表 面晶界的作用。另外，稀土元素與鋼中的有害元素發(fā)生作用，生成高 熔點(diǎn)化合物， 又可抑制這些有害元素在晶界上偏聚， 從而降低深層的 脆性等。在壓鑄模具表面強(qiáng)化處理工藝中加入稀土元素成分，

9、能夠明 顯提高各種滲入法的滲層厚度、 提高表面硬度， 同時(shí)使得滲層組織細(xì) 小彌散、硬度梯度下降，從而使得模具的耐磨性、抗冷、熱疲勞性能 等顯著提高，從而大幅度提高 模具壽命 。目前應(yīng)用于壓鑄模具型腔表 面的處理方法有 :稀土碳共滲、稀土碳氮共滲、稀土硼共滲、稀土硼 鋁共滲、稀土軟氮化、稀土硫氮碳共滲等。2.1.5 表面被覆強(qiáng)化近年來(lái)由于冷焊技術(shù)的發(fā)展，使得表面處理技術(shù)得到很大的提 高，特別是 ESD-05 上市以后， 可以使用碳化物等不同材質(zhì)的焊材對(duì) 表面進(jìn)行處理，這種方式方便簡(jiǎn)單，成本低，使用方便。同時(shí)效果也 好，漸漸的已經(jīng)成為行業(yè)的主選。2.2 表面激光涂層2.2.1 激光表面處理激光表面

10、處理是使用激光束進(jìn)行加熱， 使工件表面迅速熔化一定 深度的薄層，同時(shí)采用真空蒸鍍、電鍍、離子注入等方法把合金元素 涂覆于工件表面， 在激光照射下使其與基體金屬充分融合， 冷凝后在 模具表面獲得厚度為 10 1000m具有特殊性能的合金層，冷卻速 度相當(dāng)于激冷淬火。如在 H13 鋼表面采用激光快速熔融工藝進(jìn)行處 理，熔區(qū)具有較高的硬度和良好的熱穩(wěn)定性，抗塑性 變形 能力高，對(duì) 疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展有明顯的抑制作用。 最近，薩哈和達(dá)霍特若采 用在 H13 基材上進(jìn)行激光熔覆 VC 層的方法，研究表明，獲得的模 具表面實(shí)質(zhì)是連續(xù)、致密無(wú)孔的 VC 鋼復(fù)合覆層，它不僅有很強(qiáng)的在600 下的氧化抗力，而

11、且有很強(qiáng)的抗熔融金屬還原的能力19。23 電火花沉積金屬陶瓷工藝在 表面改性 技術(shù)的不斷發(fā)展中，出現(xiàn)了 一種電火花 沉積工藝。該工藝在電場(chǎng)作用下，在母材表面產(chǎn)生瞬間高溫、高壓區(qū)，同時(shí) 滲入離子態(tài)的金屬陶瓷材料， 形成表面的冶金結(jié)合， 而母材表面也同 時(shí)發(fā)生瞬間相變，形成馬氏體和微細(xì)奧氏體組織 20。這種工藝不性，而且工藝簡(jiǎn)單，成本較低廉。是壓鑄模具表面處理 的一條新路。WS 焊機(jī)與激光焊機(jī)的原理是一樣的，都是通過(guò)脈沖點(diǎn)焊的方式進(jìn)行的。相對(duì)于激光焊來(lái)說(shuō)更方便更靈活， 焊絲直徑 0.1-2.0mm ，同同于焊接， 也不同于噴鍍或者元素滲入， 應(yīng)該是介于兩者之間的一種工藝。它很好地利用了金屬陶瓷材料

12、的高耐磨、耐高溫、耐腐蝕的特2.22WS 焊機(jī)處理時(shí)上面內(nèi)置氬弧焊的功能，這樣更方便靈活。3、涂鍍技術(shù)涂鍍技術(shù)作為模具強(qiáng)化技術(shù)的一種， 主要應(yīng)用在塑料模、 玻璃模、 橡膠模、沖壓模等工作環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單的 模具表面處理 。壓鑄模具需要 承受冷熱應(yīng)力交替的苛刻環(huán)境， 所以一般不使用涂鍍技術(shù)來(lái)強(qiáng)化壓鑄 模具表面。但近年來(lái)，有報(bào)道采用化學(xué)復(fù)合鍍的方法強(qiáng)化壓鑄模具表 面，以提高模具表面抗粘著性、脫模性。該方法在鋁基壓鑄模具上將 聚四氟乙烯微粒浸潤(rùn)后進(jìn)行 (NiP)- 聚四氟乙烯復(fù)合鍍。實(shí)驗(yàn)證明，此 方法在工藝上和性能上均為可行，大大降低了模具表面的摩擦系數(shù)。模具壓力加工是機(jī)械制造的重要組成部分， 而模具的

13、水平、 質(zhì)量 和壽命則與模具表面強(qiáng)化技術(shù)休戚相關(guān)。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步， 近年 來(lái)各種模具表面處理 技術(shù)出現(xiàn)較大的進(jìn)展。表現(xiàn)在 :傳統(tǒng)的 熱處理 工藝的改進(jìn)及其與其他新工藝的結(jié)合 ;表面改性 技術(shù)，包括滲碳、 低溫?zé)釘U(kuò)滲 (各種滲氮、碳氮共滲、離子氮化、三元共滲等 )、鹽浴熱 擴(kuò)滲、滲硼、稀土表面強(qiáng)化、 激光表面處理和 電火花沉積金屬陶瓷等 ;涂鍍技術(shù)等方面。 但對(duì)于工作條件極為苛刻的壓鑄模具而言， 現(xiàn)有 新的 表面處理工藝 還無(wú)法滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的要求， 可以預(yù)計(jì)更為先進(jìn)的 技術(shù)，也有望應(yīng)用于壓鑄模具的表面處理。 鑒于表面處理是提高壓鑄 模具壽命 的重要手段之一，因此要提高我國(guó)壓鑄模具生產(chǎn)整體水

14、平， 表面處理技術(shù)將起著舉足輕重的作用。潘曉華 1 朱祖昌 21 艾福表面處理 技術(shù)（上海）有限公司， 上海 200030 ， 2 上海工程技術(shù)大學(xué)， 上海 200336 ）中文摘要： 著重介紹 H13 鋼的化學(xué)成分及低 Si 高 M?0 的改進(jìn)方向，同時(shí)論述了壓鑄 模具 的表面 PVD 改性。關(guān)鍵詞：壓鑄模具，熱處理， 表面改性，物理氣相沉積H431 。用于 Al 合金壓鑄模的鋼種，目前很普遍采用 H13 鋼，它屬于第一種。國(guó)內(nèi)鋼號(hào)為 4Cr5M0SiVl以前國(guó)內(nèi)采用較多的 3Cr2W8V最新版）的H13 鋼和1. 壓鑄模具和 H13國(guó)內(nèi)有色金屬壓鑄 模具普遍采用 H13 熱作模具鋼。所謂熱

15、作 模具 是指對(duì)加熱至再結(jié)晶溫度以上的金屬或 合金 進(jìn)行塑性變形的和對(duì)液 態(tài)的有色金屬壓制成型制造零部件的 模具 。作為有色金屬的壓鑄 模具 用鋼一般應(yīng)具有下述條件：（ 1）具有 較高的淬透性， 熱處理時(shí)可采用冷卻強(qiáng)度較小的介質(zhì)和具有較小的熱 處理變形；（ 2）具有高的抗熱裂性和耐熱疲勞抗力，使 模具 經(jīng)受激 冷激熱不易形成裂紋以及形成的裂紋不易擴(kuò)展， 避免 模具失效；（3） 具有高的抗熱軟化能力和抗高溫磨損能力， 使模具 保持一定的高溫強(qiáng) 度和尺寸穩(wěn)定性；（ 4）具有高的抗液態(tài)金屬的粘焊 （soldering ）和 化學(xué)沖蝕損傷， 國(guó)內(nèi)以熔化液態(tài)金屬的熔損來(lái)表征。 要達(dá)到這些兼具 高溫強(qiáng)度和

16、高韌度要求， 又有較高的高溫硬度和抗磨損能力， 主要由 鋼的化學(xué)成分決定， 一般采用中碳含量 （0.35 0.45）和含 Cr、W、M0 和 V 等合金元素,合金元素總量在 625% 范圍。在美國(guó)，熱作 模具鋼分為三種：鉻熱作 模具鋼、鎢熱作模具鋼和鉬熱作模具鋼，全部以 H命名。分別為 H10H19,H21H26, 和 H42、鋼的熱疲勞性和韌度顯得不足。H13 鋼的含碳量在 0.5 以下。美國(guó)AISI H13,UNS T20813, ASTMA681(FED QQ-T-570 的H13 的含碳量都規(guī)定為（ 0.32 0.45 ）, 是所有H13 鋼中含碳量范圍最寬的。我國(guó) GB/T1299

17、和 YB/T094 中 4Cr5M0SiV1 和 SM4Cr5M0SiV1 鋼號(hào)的含碳量為（ 0.32 0.42 ） 和（0.320.45）。德國(guó) DIN17350 X40CrM0V5-1 和 WNr1. 2344 鋼的含碳量為（ 0.37 0.43 ），含碳范圍較窄 2。北美壓鑄 協(xié)會(huì)標(biāo) 準(zhǔn) NADCA 207-90 中對(duì)中高級(jí) H13 鋼的含碳量規(guī)定為（ 0.37 0.42）。鉻和其他碳化物形成元素一起提供給鋼具有較高的淬透性和好的 抗軟化能力，所以該鋼在空冷條件下能夠淬硬。 在6 barN2 氣體真空 處理?xiàng)l件下可淬透直徑為 160mm3 。但鉻的加入會(huì)增加碳化物的不 均勻程度，致使鋼中

18、會(huì)出現(xiàn)亞穩(wěn)定的 共晶碳化物 ，這種碳化物現(xiàn)在國(guó) 內(nèi)一般可用高碳鉻軸承鋼相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)予以評(píng)定 4 。鉻含量的提高有利于 增加材料的熱強(qiáng)度，但對(duì)韌度不利。材料中增加鉬和鎢，有人提出 5，1/2W+M0 ）的量至 1以上時(shí)，會(huì)使材料 500 以上進(jìn)行回火時(shí)仍 獲得較高硬度，并具有二次硬化能力。 H13 鋼的二次硬化能力不很明 顯，可參見(jiàn)資料 1。提高 V 的含量，如 V 的量由 0.4（SKD6, 相當(dāng) 于 H11）提高至 1%，使 H13 鋼（ SKD61 ）的熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性提 高了，同時(shí) V 也增加水沖洗抗力，實(shí)際上是提高水浸侵蝕磨損抗力erosive wear ）1 。另外，鋼中加入 W、M0、

19、 V、Nb 等形成 M6C 和 MC 型碳化物 的元素，能對(duì)奧氏體晶粒細(xì)化， 也使溶入奧氏體后在回火過(guò)程中產(chǎn)生 二次硬化效果。對(duì) Cr 的加入形成的碳化物為 M23C? 6 型，其在 1100 奧氏體化時(shí)基本上溶解完了，（全部溶入奧氏體的溫度是1160 ），這將決定 H13 鋼的最佳奧氏體化溫度處于 1020 1080 范圍內(nèi) 6。含Cr熱作模具鋼的含 Si量都在 0.801.20，只有 H19 鋼含Si量為 0.20 0.50 。鋼中增加 Si 的量除了固溶強(qiáng)化影響外，它能 改進(jìn)鋼的高溫抗氧化能力，直至 800（1475）。但 Si 有損于韌 度提高?，F(xiàn)在 H13 鋼的發(fā)展正在向低 Si 高

20、 M?0 的第二階段進(jìn)行，發(fā)展第一階段是提高 H13 鋼的材質(zhì)和熱處理水平）。人們已逐漸 認(rèn)識(shí)到低 Si 的效果主要有：減輕 材料 的偏析，改善宏觀(guān)組織均勻程 度；減少凝固時(shí)液 /固界面上成分過(guò)冷，改善結(jié)晶的微觀(guān)組織和奧氏 體晶粒細(xì)化；提高鋼的韌度以及抗熱裂能力和減低高溫疲勞裂紋擴(kuò)展 速度以及高溫蠕變裂紋擴(kuò)展速率；延緩鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變。同時(shí)增加M0 的量至 3左右，日本低 Si 高 M0 的 SKD61 的成分范圍為： C0.300.40）、Si（0.050.30）、Cr（4.95.5%）、M0（2.0 3.5 ）和V（ 0.50 1.20 ）。相應(yīng)低 Si高M(jìn)0 的德國(guó)鋼號(hào)為 1.2367 ，

21、 其成分為 C 0.40 ， Si 0.40 ，Cr 4.95 ， M03.0 和 V0.9 。 M0 的量提高至 3.0 ，則使鋼的淬透性提高，防止奧氏體晶界碳化物的 析出和延緩貝氏體轉(zhuǎn)變； 提高回火抗力和韌度； 提高高溫強(qiáng)度和高溫 蠕變強(qiáng)度；提高抗熱裂能力。關(guān)于延緩貝氏體轉(zhuǎn)變，有資料報(bào)導(dǎo)：對(duì) 610203500mm 的 H13 模塊經(jīng) 3 bar（約 3atm ）氣淬后心部和表 面的貝氏體量達(dá) 70和 40%， 而對(duì)低 Si高 M0SKD61 鋼相應(yīng)僅有 2和 1%7。這對(duì) 模具使用壽命提高十分有利。我國(guó)的一種新型熱 作模具鋼 3Cr3M03VNb 的 M0 量也為 3%（范圍為 2.70

22、 3.20 ），Si 高 M0國(guó)內(nèi)外在這兩方面進(jìn)行的研究論文有了發(fā)表，但具體工業(yè)應(yīng)用報(bào)導(dǎo)Si 的量為 0.60， 其性能優(yōu)良的一個(gè)原因也應(yīng)歸咎于低的 的。2.H13 鋼的表面改性壓鑄模具的使用壽命決定于很多因素： 模具 設(shè)計(jì)的合理性， 模具 材料選擇正確性， 模具機(jī)械加工和熱處理工藝的合理正確制訂， 當(dāng)然 還應(yīng)涉及 模具的使用條件和維護(hù)。其中模具材料 的質(zhì)量和熱處理是相 當(dāng)重要的關(guān)鍵因素。 熱處理應(yīng)包括整體工件的熱處理和工件的表面改 性。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要有北美壓鑄 協(xié)會(huì) 標(biāo)準(zhǔn)、法國(guó)汽車(chē)工業(yè)會(huì)、德國(guó)鋼 鐵協(xié)會(huì)、材料協(xié)會(huì) 和壓鑄 協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，還有通用汽車(chē)、福特汽車(chē)的推 薦標(biāo)準(zhǔn)等。對(duì) H13 鋼整體熱

23、處理和檢測(cè)十分重要，我們將另有專(zhuān)論。H13 鋼鍛模和鋁 合金 壓鑄模的表面改性目前主要在以下兩個(gè)方面：（ 1）鐵素體氮碳共滲和硫氮碳共滲技術(shù)和（ 2）PVD 涂層技術(shù)。不多。專(zhuān)門(mén)從事 材料 表面改性技術(shù)的法國(guó) HEF 集團(tuán)在一些國(guó)際性會(huì) 議上以論文形式報(bào)導(dǎo)了 H13 鋼表面改性工業(yè)應(yīng)用的實(shí)例，同時(shí)艾福 表面處理 技術(shù)（上海）有限公司（ HEF Shanghai ）結(jié)合舍福 表面處 理技術(shù)有限公司（ TS Shanghai ）的實(shí)踐匯同國(guó)外的相關(guān)文獻(xiàn)（尤其 是 NADCA 的專(zhuān)家和 Case Western Reserve 大學(xué)教授的工作） 作一 定描述。國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)為， 熱疲勞發(fā)生龜裂損傷和熱磨

24、損是熱作 模具 失效的 兩大主要原因。這方面，國(guó)外的相關(guān)文獻(xiàn)敘述得十分明確： 模具 的損 壞和限制 模具壽命上升的三個(gè)機(jī)制為： 1）液態(tài)金屬鋁的粘焊soldering ）和化學(xué)沖蝕損傷。 2）磨損和腐蝕。 3） 熱疲勞開(kāi)裂。其中 1）是最重要的失效機(jī)制。 他們提出采用鐵素體氮碳共滲和離子氮化能 顯著提高工具鋼的 模具 壽命。國(guó)內(nèi)有關(guān)鋁熔損的試驗(yàn)指出， 當(dāng)模具材 料硬度為 45HRC 時(shí)，未表面處理 的鋁熔損率高達(dá) 54.90 時(shí)，當(dāng)采 用鹽浴硫氮碳共滲， 其熔損率僅為 0.10 ，當(dāng)采用鹽浴氮碳共滲 （軟 氮化）后在加上 PVD 處理時(shí)，熔損率更明顯降低至 0.10 。由此可 見(jiàn) H13 鋼的

25、表面改性的效果十分明顯。解決 H13 鋼表面改性問(wèn)題的最佳途徑是在 模具材料 表面涂覆硬 膜，使其不被鋁 合金熔液潤(rùn)濕，同時(shí)涂覆的硬膜也賦予 模具材料 表面 的腐蝕磨損抗力。 HEF 集團(tuán)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng)的鋁 合金 工件壓鑄 成型模具中的挺桿（ 38CDV5 ，相當(dāng)于 H13 鋼）表面沉積 3m厚的CERTESS SD 涂層，其硬度可達(dá) 4000 4500HV ，使用溫度可達(dá) 800 ，還可抗鋁 合金 的黏結(jié)，使用壽命提高至 10 萬(wàn)次，是未進(jìn)行 沉積處理挺桿的 67 倍。對(duì)如何獲得這種不被液態(tài)金屬潤(rùn)濕的硬質(zhì) 膜， Colorado School of Mines(CSM) 的 D.Zhon

26、g 和 J.J.Moore 等8 提出多層優(yōu)化涂膜的結(jié)構(gòu)是：先對(duì) H13 模具 基體進(jìn)行表面改性， 如采用鐵素體氮碳共滲或離子滲氮； 50 100nm 的結(jié)合中間層adhesion interlayer ）如 Ti 或 Cr ；調(diào)整基材和涂層之間由于壓鑄 作業(yè)引起的熱殘余應(yīng)力的中間過(guò)度層（ intermediate graded layer ）， 這可應(yīng)用有限元模擬方法確定， 他們舉例認(rèn)為， 這取決于所選的工作 硬化層，當(dāng)工作層選用 Al2O3 層時(shí)，這中間過(guò)渡層為 TiAlN 梯 度層； 工作涂層， 與液態(tài)金屬或玻璃不相潤(rùn)濕 (non wetting )， 對(duì)Al 合金 壓鑄，可采用 CrN

27、，TiAlN ，TiCB 和 Al2O3 等。相應(yīng)多層結(jié) 構(gòu)膜總厚在 5 8m之間。在模具 工件上通過(guò) PVD 技術(shù)獲得優(yōu)異質(zhì)量的涂層， 應(yīng)該依賴(lài)于 高性能的設(shè)備和能優(yōu)化選擇的工藝參數(shù)。 這種設(shè)備最好具有下述技術(shù) 要求：涂覆處理溫度低；繞涂性好；涂層沉積均勻；采用增 強(qiáng)離化率技術(shù)；精確的涂層成分控制；一定的沉積速率；能進(jìn) 行多層復(fù)合涂；能得到納米結(jié)構(gòu)的涂層；具有 PVD 和 CVD 的 工作模式；能邊涂覆邊刻蝕，獲得最佳的涂層質(zhì)量。法國(guó) HEF 集團(tuán)發(fā)展并應(yīng)用等離子體增強(qiáng)磁控濺射( PEMSTM ) 技術(shù)對(duì)涂層的沉積過(guò)程進(jìn)行精確的控制。應(yīng)用 PEMSTM 技術(shù)可以達(dá) 到涂層最高理論密度。 HE

28、F 集團(tuán)真空涂層設(shè)備和技術(shù)因此在世界上 處于領(lǐng)先地位。概括地說(shuō)， HEF 的設(shè)備和技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于：1) 可以獨(dú)立地對(duì)離子的流量和能量進(jìn)行控制，從而得到最高密度和 性能的涂層；2) 采用獨(dú)特的 OES 系統(tǒng)對(duì)等離子體波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)涂層成分的 精確控制；3) 獲得的所有硬質(zhì)涂層都具有納米級(jí)( 20nm)結(jié)構(gòu)；4) 低電壓、高真空度環(huán)境下均勻的轟擊，可以極大地減弱尖角效應(yīng)；5) 在抽真空的同時(shí)進(jìn)行加熱，充分迅速地去除水分，獲得優(yōu)質(zhì)、高 效的沉積效果；6) 最低處理溫度可達(dá)到 80，可用于對(duì)幾乎所有 材料，包括鋁 合金和聚合物 材料 進(jìn)行涂層加工；7）一臺(tái)設(shè)備同時(shí)擁有 PVD 和 PACVD

29、加工模式，給客戶(hù)的技術(shù)升級(jí) 以充分的支持。法國(guó) HEF 集團(tuán)通過(guò)艾福 表面處理 技術(shù)（上海）有限公司已在上海 舍福表面處理 技術(shù)有限公司（上海松江）投資引入兩種系列的PVD/PACVD 設(shè)備，現(xiàn)在能涂覆的硬膜涂層主要有 CrN、CrxNY 、TiN、TiBN 、TiCN 、TiALN 和類(lèi)金剛石 DLC 膜，他們對(duì) PVD 涂膜前的 H13 鋼基材等的表面改性采用液體硫氮碳共滲或液體氮碳共滲也具有鮮 明特色，稱(chēng)作為 Sursulf/Arcor（舍舍夫/阿可）技術(shù)或 Tufftride/ Tenifer由其 2001 年并入 HEF 集團(tuán)的德國(guó)子公司 Durferrit 提供）。相關(guān)介紹可參見(jiàn)本

30、期廣告及 模具 工程今年第四期論文。3 結(jié)束語(yǔ)1） H13 鋼是世界上普遍使用的強(qiáng)韌兼具的熱作 模具鋼，具有高的 淬透性和抗熱裂能力。很多場(chǎng)合應(yīng)用于制造鋁 合金壓鑄模具 。2）H13 鋼的國(guó)內(nèi)牌號(hào)為 4Cr5M0SiVl ，現(xiàn)在正在向低 Si 高 M0 方 向發(fā)展。3）H13 鋼的表面改性主要有鐵素體氮碳共滲或者硫氮碳共滲以 及物理氣相沉積硬膜等方法， 更為優(yōu)越的辦法是這些方法進(jìn)行合理 組合。如何確保壓鑄模具 “ 0燒”焊發(fā)布時(shí)間 :2011-7-14 19:27:04 來(lái)源：中國(guó)壓鑄雜志 文字【大 中 小】文/浙江精湛化油器有限公司 /工程師 /何深富模具是一個(gè)傳統(tǒng)的制造業(yè) ,在中國(guó)的模具設(shè)

31、計(jì) 和制造中,采用先進(jìn) 的計(jì)算機(jī)技術(shù)是在上個(gè)世紀(jì) 90 年代后期才開(kāi)始應(yīng)用 ,到現(xiàn)在也就十幾 年的發(fā)展時(shí)間。當(dāng)時(shí)也就國(guó)有大型企業(yè)能夠購(gòu)買(mǎi)昂貴的數(shù)控設(shè)備和設(shè) 計(jì)軟件，而在這段時(shí)間，由于歷史上的原因，當(dāng)時(shí)急需的 30 歲左右 的技術(shù)人員在國(guó)家是一個(gè)空白， 而老的技術(shù)員由于對(duì)計(jì)算機(jī)的接受能 力有限，所以當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具行業(yè)一直應(yīng)用的不算成功。 在 最近幾年，由于大量從業(yè)人員的涌入， CAD /CAM /CAE 的應(yīng)用，才 有所起色。本人 97 年大學(xué)畢業(yè)后進(jìn)入二汽，剛好趕上了當(dāng)時(shí)公司從 西班牙引進(jìn)數(shù)控機(jī)床，從美國(guó) PTC 公司引進(jìn)軟件，加上公司老的技 術(shù)人員的指導(dǎo)和車(chē)間老一輩技工的教誨， 對(duì)

32、CAD/CAM 在模具行業(yè)的 應(yīng)用有自己的一點(diǎn)心得， 在此寫(xiě)出來(lái)與奮斗在模具的同行共勉。 同時(shí) 借此機(jī)會(huì)一并感謝當(dāng)初在二汽化油器廠(chǎng)對(duì)我諄諄教導(dǎo)的各位師傅。第一步： 3D 造型壓鑄件中的尺寸可以分為 3 類(lèi)，一類(lèi)為孔尺寸，一類(lèi)為軸尺寸， 一類(lèi)為位置尺寸， 每個(gè)尺寸根據(jù)公差的要求在造型上要分別處理， 現(xiàn) 逐一說(shuō)明。（假設(shè)車(chē)間對(duì)于未注公差尺寸的控制精度為 0.1）孔尺寸：傳統(tǒng) 壓鑄件 產(chǎn)品中，對(duì)于孔尺寸，一般給正偏差，對(duì)于 不同公差，造型列表如右表 :孔位尺寸：這個(gè)簡(jiǎn)單，一般 壓鑄件 產(chǎn)品中，都為 偏差，就直接 按名義尺寸造型就可以了， 綜上所述，我將產(chǎn)品的造型歸納為一句話(huà)， 按“偏小實(shí)體原則造型

33、”，目的是留一定的修模量，車(chē)間制造過(guò)程難免 會(huì)有一些加工精度的誤差， 這個(gè)在造型時(shí)盡量考慮周到。 以上是我根 據(jù)本公司的工藝水平來(lái)確定的方案， 不同的公司可以根據(jù)自己車(chē)間的 工藝水平，結(jié)合這個(gè) “偏小實(shí)體原則 ”來(lái)確定具體的造型方案。但是模 具造型人員必須要注意，公差不能是僅僅標(biāo)注在圖紙上的，必須在 3D 造型中體現(xiàn)。第二步： 模具設(shè)計(jì)3D 軟件發(fā)展至今，已經(jīng)具備了一定的智能和相關(guān)的功能，主要 體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1. 設(shè)計(jì)前期評(píng)審階段，借助模流分析軟件，計(jì)算出理論上的設(shè) 計(jì)方案，再結(jié)合設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，采納大家的合理建議，確保主體設(shè)計(jì)方案一次成功， 即使是一次不能成功， 也要預(yù)留更改方

34、 案。因?yàn)槟＞叩闹黧w設(shè)計(jì)方案在整副模具中起著決定性的作用。 誠(chéng)然， 站在產(chǎn)品，模具， 壓鑄這幾個(gè)不同的角度，模具的設(shè)計(jì)方案會(huì)有一定 的區(qū)別，有時(shí)甚至是絕然相反的。如何確保產(chǎn)品的功能性， 模具制造 的簡(jiǎn)單性， 壓鑄過(guò)程的高效性， 這個(gè)在初期的評(píng)審階段盡量考慮周全 為好。2. 盡量采用全 3D 設(shè)計(jì)，許多公司所謂的全 3D 是將 3D 模型一 個(gè)一個(gè)的累積而成的， 每個(gè)零件保持獨(dú)立或部分相關(guān)聯(lián)。 其實(shí)這個(gè)非 常不好，說(shuō)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，模具上的一個(gè)成型芯子底孔更改，由直 徑 7 更改為 5 ，對(duì)于真正的全 3D 來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員只需要將直徑更改 為 5 就可以了，軟件將自動(dòng)更改如下 3 點(diǎn)， 1,）芯

35、子的臺(tái)階大小和高 度，2） 模芯上對(duì)應(yīng)的放置芯子的沉臺(tái)大小和高度， 3）模芯上對(duì)應(yīng)的孔 徑。而許多公司的全 3D 是需要設(shè)計(jì)人員再去分別更改與芯子相關(guān)聯(lián) 的形狀和尺寸的，更別說(shuō)整副模具的相關(guān)性了。據(jù)我所知，在世界范 圍內(nèi)只有少數(shù)的大公司具有這樣的能力， 因?yàn)橐龅竭@一點(diǎn)， 需要非 常專(zhuān)業(yè)的模具實(shí)踐和理論知識(shí)， 同時(shí)還需要對(duì)使用的軟件有一定的二 次開(kāi)發(fā)能力。國(guó)內(nèi)能做到這種程度的就更少了。3. 機(jī)構(gòu)分析，利用 3D 軟件的便捷， 可以對(duì)一些復(fù)雜的 模具結(jié)構(gòu) 做受力和運(yùn)動(dòng)分析，檢查 抽芯 行程和模具的運(yùn)動(dòng)干涉以及水孔干涉， 模具透空尺寸等問(wèn)題， 在模具結(jié)構(gòu) 上也可以做到萬(wàn)無(wú)一失。第三步：圖紙傳統(tǒng)的圖

36、紙都是在設(shè)計(jì)完成后再刻寫(xiě)在硫酸紙上作為底圖存檔， 再用曬圖機(jī)曬出車(chē)間使用的圖紙， 由于曬圖機(jī)曬出的圖紙顏色是藍(lán)色 的，所以才有了設(shè)計(jì) “藍(lán)圖 ”一說(shuō)。許多人也許站在現(xiàn)在的眼光去看過(guò) 去，會(huì)覺(jué)得一點(diǎn)都不方便，因?yàn)槿绻枰膱D，是很麻煩的，其實(shí)現(xiàn) 在的 2D 設(shè)計(jì)也是一樣的麻煩，只不過(guò)電腦上的圖檔代替了當(dāng)初的硫 酸紙而已?，F(xiàn)在的許多公司，都將 2D 和 3D 隔離開(kāi)來(lái)了，在模具或 產(chǎn)品的 3D 尺寸更改時(shí)， 2D 圖紙并不會(huì)自動(dòng)更新，而是需要重新標(biāo) 注尺寸， 這樣增加了工作量的同時(shí)也增加了出錯(cuò)的概率， 是非常不可 取的，這種做法其實(shí)與傳統(tǒng)的曬圖方法類(lèi)似。自從有了 3D 軟件后， 3D 直接驅(qū)動(dòng) 2

37、D 圖紙的更新將是未來(lái) 模具設(shè)計(jì) 行業(yè)的方向，許多大 型軟件也提供了這些功能， 只不過(guò)是許多公司急功近利， 不愿意丟掉 原來(lái)的思維習(xí)慣而已， 就像當(dāng)初的工程師， 當(dāng)聽(tīng)說(shuō)要他們丟掉傳統(tǒng)的 畫(huà)圖板時(shí)是多么的不依不舍 !對(duì)于圖紙，有幾點(diǎn)需要改變觀(guān)念，現(xiàn)逐 一說(shuō)明。圖紙的線(xiàn)條問(wèn)題，自從 3D 出現(xiàn)后，圖紙就出現(xiàn)了爭(zhēng)論，原始的 圖紙是手工畫(huà)的，后來(lái)用 2D 軟件代替了畫(huà)板，也是一根一根線(xiàn)條的 畫(huà)（其實(shí) 2D 軟件也就是代替了畫(huà)圖板而已 !），而 3D 的圖紙就不一樣 了，因?yàn)?3D 是真切的表達(dá)了事物的真實(shí)形狀，為了更逼真，連相切 線(xiàn)條都畫(huà)出來(lái)了， 這樣在圖紙上了有了不受歡迎的線(xiàn)條， 許多公司花 費(fèi)巨大

38、的人力去保證所謂的圖面 “整潔 ”，增加了無(wú)謂的失誤。其實(shí)這 個(gè)僅僅是一個(gè)看圖習(xí)慣而已， 3D 的圖紙看習(xí)慣了，可以清楚的看出 產(chǎn)品的真實(shí)意圖，更有立體感，今后將會(huì)被基層的工人所認(rèn)同的。圖紙的簡(jiǎn)化，有了數(shù)控加工和 3D 設(shè)計(jì)，許多尺寸都通過(guò)數(shù)控程 序來(lái)控制了，少了許多的標(biāo)注，這為車(chē)間的 “無(wú)圖紙 ”化提供了一種可 能。許多復(fù)雜的成型部分都可以不用標(biāo)注尺寸， 只有那些任然使用傳 統(tǒng)工藝制造的部位， 例如螺釘孔 （需要鉆床加工 ），模芯的外形尺寸 （需 要銑床磨床加工 ）等按公差標(biāo)注，其它的就標(biāo)注一些公差要求嚴(yán)的成 型部位和一些需要檢查的部位就足夠了。因?yàn)閿?shù)控加工的特性就是， 如果有錯(cuò)，很容易發(fā)現(xiàn)

39、， 僅檢查個(gè)別地方就能發(fā)現(xiàn)所有數(shù)控加工的尺 寸的正確性。 新逆向軟件的檢測(cè)功能在今后的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣， 到 時(shí)候只需要將加工出來(lái)的模具用激光掃描進(jìn)電腦，同設(shè)計(jì)的 3D 比較 一下就可以了，到那時(shí)，就更加無(wú)圖紙化了。采用新的標(biāo)注方法，針對(duì)原始標(biāo)注中的許多難點(diǎn)， 3D 軟件提供 了新的標(biāo)注方法， 其中最明顯的就數(shù)孔位和孔形狀的標(biāo)注了， 成千上 萬(wàn)的孔的標(biāo)注一分鐘內(nèi)就能標(biāo)注完整。首頁(yè) - 商機(jī) - 資訊 - 展會(huì) - 人才 - 黃頁(yè) - 精英 - 學(xué)院 - 視頻 - 協(xié)會(huì) - 行業(yè)分類(lèi) - 問(wèn)答 - 壓鑄家園免費(fèi)注冊(cè) 請(qǐng)登錄 您好，歡迎來(lái)到中國(guó)壓鑄網(wǎng)！快訊您所在的位置：中國(guó)壓鑄網(wǎng) 資訊中心 壓鑄模

40、具資訊 正文而且李湘生 ，柳百成 z(1.浙江工程學(xué)院機(jī)控學(xué)院， 浙江杭州 310018;2. 清華大學(xué)機(jī)械工程系，北京 100084)摘要：壓鑄技術(shù)中，澆道參數(shù)的確定是一項(xiàng)最復(fù)雜的工作，也是一項(xiàng)最重要的工作。本文在 P Q2 圖的基礎(chǔ)上提出了確定澆道參數(shù)的一個(gè)新方法，該方法不僅考慮了所成形零件的有關(guān)因素，考慮了壓鑄機(jī) 的有關(guān)參數(shù)，從而可以更科學(xué)，更實(shí)用，該方法在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用后取得了良好的效果。關(guān)鍵詞：壓鑄 ;模具 ;澆道 中圖分類(lèi)號(hào)： TG249.2;TG241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B 文章編號(hào)：1001.4977(2004)11.0929.03PQ2 Design Techn ique of G

41、ating Parameters for DieCastingDie SysternLI Xiang.sheng 。壓鑄模具系統(tǒng)澆道參數(shù)PQ2 設(shè)計(jì)技術(shù)? 發(fā)布時(shí)間 :2011-5-12 17:33:24來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 文字【大 中 小】請(qǐng)輸入關(guān)鍵字 :然后反， L IU Bai.cheng(1.School of Mechanic and Control ，Zhejiang Institute ofScience and Tecnology ， Hangshou 310018 ， Zhejiang 。China;2.Department of Mechanical Engineering ，

42、TsinghuaUniversity ， Beijing 100084 ，China)壓鑄技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中， 澆道系統(tǒng)常常比壓鑄的其他課題更容 易引起人們的爭(zhēng)議和論述， 說(shuō)明澆道系統(tǒng)包含了許多學(xué)科的知識(shí)。 壓 力鑄造自問(wèn)世以來(lái)。 較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)。 澆道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一直是建立在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。具體做法是根據(jù)鑄件品質(zhì)對(duì)澆道的設(shè)計(jì)做出評(píng)估， 復(fù)修改澆道，直到所得鑄件滿(mǎn)足要求為止。只是到了最近的 20 多年 來(lái)，P Q2 圖這一新技術(shù)產(chǎn)生以后， 澆道設(shè)計(jì)才將理論設(shè)計(jì)、科 學(xué)計(jì)算和參數(shù)測(cè)定結(jié)合在一起， po2 圖標(biāo)志著壓鑄技術(shù)的重大進(jìn)步 1， 2l。1 澆道計(jì)算模型金屬液在型腔內(nèi)的填充，是一個(gè)高壓、高速流動(dòng)過(guò)

43、程。填充過(guò)程中， 填充條件由壓力、速度、溫度、時(shí)間和排氣等因素組成。澆道 系統(tǒng)與壓力傳遞、填充速度、填充時(shí)間、凝固時(shí)間、型腔溫度、金屬 溫度以及排氣條件等方面有密切關(guān)系。在有些研究中。 P Q2 圖 主要應(yīng)用于核查已設(shè)計(jì)的澆道系統(tǒng)和 壓鑄機(jī) 所提供的能量。但是根據(jù) 本研究。 PQ2 圖還有一個(gè)重要的用途，就是直接根據(jù) PQ2 圖設(shè)計(jì)澆道的關(guān)鍵參數(shù)。壓鑄機(jī)的壓鑄過(guò)程是二個(gè)液壓系統(tǒng)： 一個(gè)液壓系統(tǒng)是 壓鑄機(jī) 的液 壓系統(tǒng) ;另一個(gè)液壓系統(tǒng)是金屬液從坩堝到型腔的液體傳遞系統(tǒng)。為了表述的方便，先對(duì)本文所用的一些符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。Ps ， 作用于壓室內(nèi)金屬液的壓射比壓 ;，金屬液的密度 ;應(yīng)用伯努利定律的一

44、個(gè)簡(jiǎn)化形式 3J，可以得出金屬液的流動(dòng)系 統(tǒng)中內(nèi)澆遭處的壓射壓力：內(nèi)澆道速度等于金屬的流量 Q 除以?xún)?nèi)澆道面積 F 的乘積所以有：此式揭示了壓射壓力與流量的函數(shù)關(guān)系。 如果用線(xiàn)圖表示就是模 具的澆遭系統(tǒng)應(yīng)有的壓力與流量關(guān)系線(xiàn)。 壓鑄機(jī) 壓射過(guò)程的液體流動(dòng) 系統(tǒng)如圖 1所示，當(dāng)壓射沖頭移動(dòng)時(shí)， 蓄能器的部分壓力用于提供壓 射缸的液體流動(dòng)所需能量。剩余的能量則作為推動(dòng)沖頭的有效壓力，液體流動(dòng)所需的壓力則與壓射逐度的平方成正。根據(jù)伯努利定律 有：式(5)表明了壓鑄機(jī) 能夠提供的壓射比壓與流量的關(guān)系，即壓射 比壓與流量的平方冪呈一次線(xiàn)性關(guān)系式(2)是金屬壓鑄所需的能量，式 (5) 是機(jī)床能夠提供的能量

45、。般來(lái)說(shuō)總是要求 壓鑄機(jī) 能夠提供的能量大于模具所要求的能量。 那么 在實(shí)際工作過(guò)程中的工作狀態(tài)則是由這兩種關(guān)系決定的。聯(lián)立方程 (1)和方程 (4) 則有：解上述方程組，可得到：將 a、b 分別代入上式可得這個(gè)公式說(shuō)明了確定澆道面積的依據(jù)。 澆道面積主要根據(jù) 壓鑄機(jī) 的有關(guān)技術(shù)參數(shù)和零件充填速度確定， 當(dāng)要求零件充填速度高時(shí)， 澆 道面積就要減小， 同時(shí)如果 壓鑄機(jī)所能提供的能量較高， 那么澆道面 積可以增加。另一方面， 澆道面積還受到澆道流動(dòng)效率、合金密度的影響，當(dāng)澆道流動(dòng)效率高時(shí)， 澆道面積可以減小， 相反，如果所設(shè)計(jì)澆道不能滿(mǎn)足要求， 也可以通過(guò)修改澆道參數(shù)提高流動(dòng)效率。對(duì)于輕合金，必

46、須采用較大的澆道面積才能滿(mǎn)足要求。這 些與現(xiàn)有的壓鑄 模具設(shè)計(jì) 手冊(cè)4 里的結(jié)論不同。2 極限澆道速度式(8)說(shuō)明當(dāng)澆道速度增加，那么澆道的面積就必須減小，但是 極限澆道面積最小是 0，所以澆道速度存在一個(gè)上限。這個(gè)上限大致 可以按下式估計(jì)：最大澆道速度可以提供一個(gè)設(shè)計(jì)參考： 如果模具系統(tǒng)和 壓鑄機(jī) 系 統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)不匹配， 那么這個(gè)最大速度值可能小于壓鑄高質(zhì)量零件 所需要的壓鑄速度。 那么就無(wú)論怎么修改模具都不能得到合格品， 這 是成品率低下的一個(gè)根本原因。 而薄壁鋅合金壓鑄件 所需要的澆道速 度一般為 (根據(jù)研究的結(jié)果 )4050m/s對(duì)于拉鏈 壓鑄件一般采用 150kN 壓鑄機(jī) ，壓鑄合

47、金采用鋅合金， 有如下的一些基本參數(shù)： Ds =38ram ，Dg 38 mm 2.4=91.2mm則得到最大澆道速度為 55.84m/s 。3 澆道速度校核公式從另一個(gè)角度考慮， 從實(shí)際的澆道截面積可以得到實(shí)際的澆道速 度：對(duì)于 150kN 壓鑄機(jī) ，澆道截面積為 24mm2 的情況 (公司很多模 具的澆道截面積都是 24mm2) 時(shí)，計(jì)算得 n =52m/s。這個(gè)速度超過(guò)ts實(shí)際填充時(shí)間了一般壓鑄的要求速度， 這樣有可能引起 壓鑄件 中出現(xiàn)漩渦現(xiàn)象。 對(duì) 此可以通過(guò)調(diào)整澆道大小來(lái)改變壓鑄速度。4 填充時(shí)間上面的討論主要是關(guān)于從澆道的設(shè)計(jì)來(lái)保證零件的表面質(zhì)量和 內(nèi)部質(zhì)量， 但是還有一個(gè)問(wèn)題必

48、須注意，就是體積較大的零件采用 小面積澆道時(shí)，將導(dǎo)致填充時(shí)間太長(zhǎng)，不能完全填充或者填充不滿(mǎn)。這就要求實(shí)際填充時(shí)間必須小于該零件所要求的填充時(shí)間。零件所要求的填充時(shí)間與零件的材料、溫度和零件最小壁厚有 關(guān)，在過(guò)去的研究中已經(jīng)針對(duì)不同的材料提出了計(jì)算模型， 這方面已 經(jīng)有許多可用的資料。但是，對(duì)于一種特定的零件、特定的壓鑄模具 和特定壓鑄機(jī) ，實(shí)際填充時(shí)間是很難計(jì)算準(zhǔn)確的， 這里可以根據(jù)上面 的研究給出一個(gè)大概的估計(jì)，這個(gè)估計(jì)可以作為設(shè)計(jì)師的一個(gè)參考：式中:k 損耗系數(shù)Qp壓鑄件 金屬液的體積只有當(dāng)實(shí)際壓鑄時(shí)間小于零件所需要的壓鑄時(shí)間時(shí)， 零件才能充 滿(mǎn)。例如， 對(duì)于壓鑄金屬液的總體積為 6000mm0 。澆道面積為 24ram2 ，計(jì)算所需的實(shí)際填充時(shí)間為 0.005s ，而一般薄壁鋅合金的要求填充時(shí)間為 0.01s ，所以能滿(mǎn)足要求。如果不能滿(mǎn)足要求，那么 主要通過(guò)調(diào)整 壓鑄件 金屬液的體積來(lái)縮短填充時(shí)間， 也可以采用大的 壓鑄機(jī) 來(lái)生產(chǎn)，通過(guò)修改澆道是不能達(dá)到