目前,由于中国模具产业的迅猛发展,世界各国的优良模具用特种钢在中国都有很好的巿场。但由于应用时把持工艺存在标题,往往呈现应用更合适的钢种,取得的后果却与应用中碳钢差未几的现象。
更近几年,国外在中国定制压铸模具及压铸件的势头很猛。但在制作过程中,有些压铸模具的型腔钢材甚至仅应用千把模,就呈现了开裂。这就造成好钢没有用好。
如何让优质特种钢施展其本身上风,提高模具寿命和产品德量呢?
下面就以日立金属出品的SKD61为例,根据自己的应用领会,和各位同仁交换一下使专心得。
SKD61是日立金属供给应客户用于压铸模具模芯制作用的常用热模钢材料,现在很多应用淬火注塑模的单位也应用此钢材制作注塑模具。该钢材有很好的强度、韧性及耐热平衡性,切削性能也很好。未进行热处理时的硬度在HRC25-HRC28之间,加工过程中和应用过程中假如工艺得当,产品外形公平,制作的压铸模具一般应用寿命可以达到10万模或以上。
首先谈采购过程。一般应到日立金属专卖店进货,请求购置电渣重熔真空冶炼的钢材。此种钢材比同样牌号的普通真空冶炼特种钢的性能更好,由于它的同向性好,不易变形。两者的价格相差国民币20元/KG左右。专卖店会供给钢材质量保证书,在条件具备时,应当将该材料的热处理也请求专卖店承担,同时请求给予三次回火的服务(热处理价格和运输用度一并包含在采购货款中)。
其次,谈设计。我们现在的设计思路基础与日本的雷同,即压铸模具的型腔基础上是采用镶嵌的方法进行制作,可以节俭特种钢。但在设计时务必要盘算好刚性平衡点,以免为节俭特种钢而模具刚性不够,造成模具寿命大幅降落。在设计时应优先考虑冷却系统的设计和滑块的工作可靠性,以保证模具应用寿命。其次是进行模流分析,选择更合适的流向、进料口计划。在设计型腔时应尽量避免在压铸时型腔内应力汇聚在相对单薄的部位。
接下来,谈加工过程。在加工过程中,首先是粗加工与半精加工。在此过程中,要留心加工过程的内应力积累。尤其是加工到后期,工件不应有严重摔、砸,以免引发内应力造成埋伏的裂纹。
然后送往热处理。在真空炉内应当有较平缓的升温过程,当达到500-550℃时,有一个保温过程;一般为段升温时间的1.5倍。然落后进第二段升温,达到750-800℃时,应有第二段升温过程二倍的保温时间,以确保加工过程中内应力的较好打消。接下来,在第三段升温至1000-1050℃时,应有第三段升温的二倍的保温时间以确保被加工钢材的通体温度均衡。淬火后风冷至常温,然落后行次回火。当然,更好是油冷,其金相状态会适当增加应用寿命。油冷时淬火件应在不停运动的淬火油内冷却,以使其硬度均匀。
回火在二级升温后至600℃时保温,时间视工件大小及厚度而定。一般全过程为24小时或以上,出炉后油冷至常温。此时的材料硬度应当在HRC46-HRC52之间。
接下来是半精加工和精加工。完毕以落后行第二次回火,此时材料硬度应当在HRC44-HRC50之间。
压铸模具型腔应当不答应焊接,由于即使预加温后,用同种材料焊接,焊接后保温,该部位的应用寿命不到正常寿命的三分之一。有时由于设计变更,不得不进行型腔焊接,更好是退火、重新淬火后回火。即使这样,其寿命更多达到正常寿命的一半。
滑块。一般滑块应采用与型腔本体材料不同的材料,且硬度与型腔本体材料不同,以保证应用过程中只调换损耗的那一件。若能够应用铜基石墨摩擦片则更好。此种工艺已敏捷普及,由于滑块与型腔一般不会损坏,只需调换摩擦片。
试模。试模时很多工厂为图省事,往往不给模具接冷却水,这是尽对不答应的。试模不接冷却水将直接导致压铸模具应用寿命的严重下降。即使当时看不见裂纹,在正常应用时必定会提前呈现型腔裂纹。
在试模时,必定要留心,模温不到时,只能逐步加压。待模温均匀达到规定时,注射压力才干到位。
铝或锌液的温度要按照规定参数,擅自提高液温也会侵害模具。
应用期回火。一般新模具投进应用5000模后(包含试模次数),要将型腔拆下进行一次回火以打消内应力。然后正常应用至15000模左右再往回火。假如型腔表面呈现裂纹后就别往回火了。
模具的养护。在模具应用落后进库存状态时,应放尽油和水后,在型腔内涂防锈油,在滑动部位涂耐高温机油,封闭冷却系统和型腔以防锈蚀。
随着模具产业的快速发展,很多新工艺也被应用到模具制作中来。例如真空喷涂陶瓷材料在进料口所对的型腔部位,可以使该部位的寿命大大提高,保持型腔外形和尺寸的精度,使模具整体寿命更加保持一致。我所知的有涂层为0.01毫米和0.001毫米两种,也有型腔整体喷涂的。假如采用此工艺,型腔钢材用一般热模钢就可得到热模钢的应用后果,大家不妨试用后再推广。
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