目前，由于中國模具產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，世界各國的優(yōu)良模具用特種鋼在中國都有很好的巿場。但由于應(yīng)用時把持工藝存在標(biāo)題，往往呈現(xiàn)應(yīng)用最合適的高級鋼種，取得的后果卻與應(yīng)用中碳鋼差未幾的現(xiàn)象。
最近幾年，國外在中國定制壓鑄模具及壓鑄件的勢頭很猛。但在制作過程中，有些壓鑄模具的型腔鋼材甚至僅應(yīng)用千把模，就呈現(xiàn)了開裂。這就造成好鋼沒有用好。
如何讓優(yōu)質(zhì)特種鋼施展其本身上風(fēng)，提高模具壽命和產(chǎn)品德量呢？
下面就以日立金屬出品的SKD61為例，根據(jù)自己的應(yīng)用領(lǐng)會，和各位同仁交換一下使專心得。
SKD61是日立金屬供給應(yīng)客戶用于壓鑄模具模芯制作用的常用熱模鋼材料，現(xiàn)在很多應(yīng)用淬火注塑模的單位也應(yīng)用此鋼材制作注塑模具。該鋼材有很好的強(qiáng)度、韌性及耐熱平衡性，切削性能也很好。未進(jìn)行熱處理時的硬度在HRC25-HRC28之間，加工過程中和應(yīng)用過程中假如工藝得當(dāng)，產(chǎn)品外形公平，制作的壓鑄模具一般應(yīng)用壽命可以達(dá)到10萬模或以上。
首先談采購過程。一般應(yīng)到日立金屬專賣店進(jìn)貨，請求購置電渣重熔真空冶煉的鋼材。此種鋼材比同樣牌號的普通真空冶煉特種鋼的性能更好，由于它的同向性好，不易變形。兩者的價格相差國民幣20元/KG左右。專賣店會供給鋼材質(zhì)量保證書，在條件具備時，應(yīng)當(dāng)將該材料的熱處理也請求專賣店承擔(dān)，同時請求給予三次回火的服務(wù)(熱處理價格和運(yùn)輸用度一并包含在采購貨款中)。
其次，談設(shè)計(jì)。我們現(xiàn)在的設(shè)計(jì)思路基礎(chǔ)與日本的雷同，即壓鑄模具的型腔基礎(chǔ)上是采用鑲嵌的方法進(jìn)行制作，可以節(jié)儉特種鋼。但在設(shè)計(jì)時務(wù)必要盤算好剛性平衡點(diǎn)，以免為節(jié)儉特種鋼而模具剛性不夠，造成模具壽命大幅降落。在設(shè)計(jì)時應(yīng)優(yōu)先考慮冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和滑塊的工作可靠性，以保證模具應(yīng)用壽命。其次是進(jìn)行模流分析，選擇最合適的流向、進(jìn)料口計(jì)劃。在設(shè)計(jì)型腔時應(yīng)盡量避免在壓鑄時型腔內(nèi)應(yīng)力匯聚在相對單薄的部位。
接下來，談加工過程。在加工過程中，首先是粗加工與半精加工。在此過程中，要留心加工過程的內(nèi)應(yīng)力積累。尤其是加工到后期，工件不應(yīng)有嚴(yán)重摔、砸，以免引發(fā)內(nèi)應(yīng)力造成埋伏的裂紋。
然后送往熱處理。在真空爐內(nèi)應(yīng)當(dāng)有較平緩的升溫過程，當(dāng)達(dá)到500-550℃時，有一個保溫過程；一般為第一段升溫時間的1.5倍。然落后進(jìn)第二段升溫，達(dá)到750-800℃時，應(yīng)有第二段升溫過程二倍的保溫時間，以確保加工過程中內(nèi)應(yīng)力的較好打消。接下來，在第三段升溫至1000-1050℃時，應(yīng)有第三段升溫的二倍的保溫時間以確保被加工鋼材的通體溫度均衡。淬火后風(fēng)冷至常溫，然落后行第一次回火。當(dāng)然，最好是油冷，其金相狀態(tài)會適當(dāng)增加應(yīng)用壽命。油冷時淬火件應(yīng)在不停運(yùn)動的淬火油內(nèi)冷卻，以使其硬度均勻。
回火在二級升溫后至600℃時保溫，時間視工件大小及厚度而定。一般全過程為24小時或以上，出爐后油冷至常溫。此時的材料硬度應(yīng)當(dāng)在HRC46-HRC52之間。
接下來是半精加工和精加工。完畢以落后行第二次回火，此時材料硬度應(yīng)當(dāng)在HRC44-HRC50之間。
壓鑄模具型腔應(yīng)當(dāng)不答應(yīng)焊接，由于即使預(yù)加溫后，用同種材料焊接，焊接后保溫，該部位的應(yīng)用壽命不到正常壽命的三分之一。有時由于設(shè)計(jì)變更，不得不進(jìn)行型腔焊接，最好是退火、重新淬火后回火。即使這樣，其壽命最多達(dá)到正常壽命的一半。
滑塊。一般滑塊應(yīng)采用與型腔本體材料不同的材料，且硬度與型腔本體材料不同，以保證應(yīng)用過程中只調(diào)換損耗的那一件。若能夠應(yīng)用銅基石墨摩擦片則更好。此種工藝已敏捷普及，由于滑塊與型腔一般不會損壞，只需調(diào)換摩擦片。
試模。試模時很多工廠為圖省事，往往不給模具接冷卻水，這是盡對不答應(yīng)的。試模不接冷卻水將直接導(dǎo)致壓鑄模具應(yīng)用壽命的嚴(yán)重下降。即使當(dāng)時看不見裂紋，在正常應(yīng)用時必定會提前呈現(xiàn)型腔裂紋。
在試模時，必定要留心，模溫不到時，只能逐步加壓。待模溫均勻達(dá)到規(guī)定時，注射壓力才干到位。
鋁或鋅液的溫度要按照規(guī)定參數(shù)，擅自提高液溫也會侵害模具。
應(yīng)用期回火。一般新模具投進(jìn)應(yīng)用5000模后(包含試模次數(shù))，要將型腔拆下進(jìn)行一次回火以打消內(nèi)應(yīng)力。然后正常應(yīng)用至15000模左右再往回火。假如型腔表面呈現(xiàn)裂紋后就別往回火了。
模具的養(yǎng)護(hù)。在模具應(yīng)用落后進(jìn)庫存狀態(tài)時，應(yīng)放盡油和水后，在型腔內(nèi)涂防銹油，在滑動部位涂耐高溫機(jī)油，封閉冷卻系統(tǒng)和型腔以防銹蝕。
隨著模具產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，很多新工藝也被應(yīng)用到模具制作中來。例如真空噴涂陶瓷材料在進(jìn)料口所對的型腔部位，可以使該部位的壽命大大提高，保持型腔外形和尺寸的精度，使模具整體壽命更加保持一致。我所知的有涂層為0.01毫米和0.001毫米兩種，也有型腔整體噴涂的。假如采用此工藝，型腔鋼材用一般熱模鋼就可得到高級熱模鋼的應(yīng)用后果，大家不妨試用后再推廣。
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