本文主要是来介绍下压铸磨具的表面处理技术和压铸磨具的维护,想要了解的朋友就一起来看看吧。
压铸模具是模具中的一个大类。跟着我国汽车摩托车产业的迅速发展,压铸行业迎来了发展的新时期。同时,也对压铸模具的综协力学机能、寿命等提出了更高的要求。要知足不断进步的使用机能需求仅仅依赖新型模具材料的应用仍旧很难知足,必需将各种表面处理技术应用到压铸模具的表面处理当中才能达到对压铸模具率、高精度和遐龄命的要。在各种模具中,压铸模具的工作前提是较为苛刻的。压力锻造是使熔融金属在高压、高速下布满模具型腔而压铸成型,在工作过程中反复与炽热金属接触,因此要求压铸模具有较高的耐热疲惫、导热性耐磨性、耐蚀性、冲击韧性、红硬性、良好的脱模性等。因此,对压铸模具的表面处理技术要求较高近年来,各种压铸模具表面处理新技术不断涌现,但总的来说可以分为以下三个大类:(1)传统热处理工艺的改进技术;(2)表面改性技术,包括表面热扩渗处理、表面相变强化、电火花强化技术等;(3)涂镀技术,包括化学镀等。
1传统热处理工艺的改进技术 传统的压铸模具热处理工艺是淬火-回火,以后又发展了表面处理技术。因为可作为压铸模具的材料多种多样,同样的表面处理技术和工艺应用在不同的材料上会产生不同的效果。史可夫zui近提出针对模具基材和表面处理技术的基材预处理技术,在传统工艺的基础上,对不同的模具材料提出适合的加工工艺,从而改善模具机能,进步模具寿命。热处理技术改进的另一个发展方向,是将传统的热处理工艺与提高前辈的表面处理工艺相结合,进步压铸模具的使用寿命。如将化学热处理的方法碳氮共渗,与常规淬火、回火工艺相结合的nqn(即碳氮共渗-淬火-碳氮共渗)复合强化,不但得到较高的表面硬度,而且有效硬化层深度增加、渗层硬度梯度分布公道、回火不乱性和耐蚀性进步,从而使得压铸模具在获得良好心部机能的同时,表面质量和机能大幅进步。
2表面技术 21表面热扩渗技术 这一类型中包括有渗碳、渗氮、渗硼以及碳氮共渗、硫碳氮共渗等。
211渗碳和碳氮共渗 渗碳工艺应用于冷、热作和塑料模具表面强化中,都能进步模具寿命。如3cr2w8v钢制的压铸模具,先渗碳、再经1140~1150℃淬火,550℃回火两次,表面硬度可达hrc56~61,使压铸有色金属及其合金的模具寿命进步1.8~3.0倍。进行渗碳处理时,主要的工艺方法有固体粉末渗碳、气体渗碳、以及真空渗碳、离子渗碳和在渗碳气氛中加入氮元素形成的碳氮共渗等。其中,真空渗碳和离子渗碳则是近20年来发展起来的技术,该技术具有渗速快、渗层平均、碳浓度梯度平缓以及工件变形小等特点,将会在模具表面尤其是精密模具表面处理中施展越来越重要的作用。[page] 212渗氮及有关的低温热扩渗技术 这一类型中包括渗氮、离子渗氮、碳氮共渗、氧氮共渗、硫氮共渗以及硫碳氮、氧氮硫三元共渗等方法。这些方法处理工艺简便、适应性强、扩渗温度较低(一般为480~600℃)、工件变形小,尤其适应精密模具的表面强化,而且氮化层硬度高、耐磨性好,有较好的抗粘模机能。3cr2w8v钢压铸模具,经调质、520~540℃氮化后,使用寿命较不氮化的模具进步2~3倍。美国用h13钢制作的压铸模具,不少都要进行氮化处理,且以渗氮代替一次回火,表面硬度高达hrc65~70,而模具心部硬度较低、韧性好,从而获得优良的综协力学机能。氮化工艺是压铸模具表面处理常用的工艺,但当氮化层泛起薄而脆的白亮层时,无法抵挡交变热应力的作用,极易产生微裂纹,降低热疲惫抗力。因此,在氮化过程中,要严格控制工艺,避免脆性层的产生。zui近,国外提出采用二次和多次渗氮工艺。采用反复渗氮的办法可以分解轻易在服役过程中产生微裂纹的氮化物白亮层,增加渗氮层厚度,并同时使模具表面存在很厚的残余应力层,使模具的寿命得以显著进步。此外还有采用盐浴碳氮共渗和盐浴硫氮碳共渗等方法。这些工艺在国外应用较为广泛,在海内较 少见。如tfi+abi工艺,是在盐浴氮碳共渗后再于碱性氧化性盐浴中浸渍。工件表面发生氧化,呈玄色,其耐磨性、耐蚀性、耐热性均得到了改善。经此方法处理的铝合金压铸模具寿命进步数百小时。再如法国开发的硫氮碳共渗后进行氮化处理的oxynit工艺,应用于有色金属压铸模具则更具特点。
213渗硼 因为渗硼层的高硬度(feb:hv1800~2300、fe2b:hv1300~1500)、耐磨性和红硬性,以及一定的耐蚀性和抗粘着性,渗硼技术在模具产业中获得较好的应用效果。但因压铸模具工作前提十分苛刻,故渗硼工艺较少应用于压铸模具表面处理中,但近年来,泛起了改进的渗硼方法,解决了上述题目,而得以应用于压铸模具的表面处理,如多元、涂剂粉末渗等。涂剂粉末渗硼的方法是将硼化合物和其他渗剂混合后涂覆在压铸模具表面,待液体挥发后,再按照一般粉末渗硼的方法装箱密封,920℃加热并保温8h,随之空冷。这种方法可以获得致密、平均的渗层,模具表面渗层硬度、耐磨性和弯曲强度都得到进步,模具使用寿命均匀进步2倍以上。
214稀土表面强化 近年来,在模具表面强化中采用加入稀土元素的方法得到广泛推崇。这是由于稀土元素具有进步渗速、强化表面及净化表面等多种功能〔13〕,它对改善模具表面组织结构,表面物理、化学及力学机能均有*地影响,可进步渗速、强化表面、天生稀土化合物。同时可消除分布在晶界上微量杂质的有害作用,起着强化和不乱模具型腔表面晶界的作用。另外,稀土元素与钢中的有害元素发生作用,天生高熔点化合物,又可按捺这些有害元素在晶界上偏聚,从而降低深层的脆性等。在压铸模具表面强化处理工艺中加入稀土元素成分,能够显著进步各种渗透法的渗层厚度、进步表面硬度,同时使得渗层组织细小弥散、硬度梯度下降,从而使得模具的耐磨性、抗冷、热疲惫机能等明显进步,从而大幅度进步模具寿命。目前应用于压铸模具型腔表面的处理方法有:稀土碳共渗、稀土碳氮共渗、稀土硼共渗、稀土硼铝共渗、稀土软氮化、稀土硫氮碳共渗等。
[page] 22激光表面处理 激光表面处理是使用激光束进行加热,使工件表面迅速熔化一定深度的薄层,同时采用真空蒸镀、电镀、离子注入等方法把合金元素涂覆于工件表面,在激光照射下使其与基体金属充分融合,冷凝后在模具表面获得厚度为10~1000μm具有特殊机能的合金层,冷却速度相称于激冷淬火。如在h13钢表面采用激光快速熔融工艺进行处理,熔区具有较高的硬度和良好的热不乱性,抗塑性变形能力高,对疲惫裂纹的萌生和扩展有显著的按捺作用。zui近,萨哈和达霍特若采用在h13基材长进行激光熔覆vc层的方法,研究表明,获得的模具表面实质是连续、致密无孔的vc钢复合覆层,它不仅有很强的在600℃下的氧化抗力,而且有很强的抗熔融金属还原的能力〔19〕。23电火花沉积金属陶瓷工艺在表面改性技术的不断发展中,泛起了一种电火花沉积工艺。该工艺在电场作用下,在母材表面产生瞬间高温、高压区,同时渗透离子态的金属陶瓷材料,形成表面的冶金结合,而母材表面也同时发生瞬间相变,形成马氏体和微细奥氏体组织〔20〕。这种工艺不同于焊接,也不同于喷镀或者元素渗透,应该是介于两者之间的一种工艺。它很好地利用了金属陶瓷材料的高耐磨、耐高温、耐侵蚀的特性,而且工艺简朴,本钱较低廉。是压铸模具表面处理的一条新路。
3涂镀技术 涂镀技术作为模具强化技术的一种,主要应用在塑料模、玻璃模、橡胶模、冲压模等工作环境相对简朴的模具表面处理。压铸模具需要承受冷热应力交替的苛刻环境,所以一般不使用涂镀技术来强化压铸模具表面。但近年来,有报道采用化学复合镀的方法强化压铸模具表面,以进步模具表面抗粘着性、脱模性。该方法在铝基压铸模具上将聚四氟乙烯微粒浸润后进行(nip)-聚四氟乙烯复合镀。实验证实,此方法在工 艺上和机能上均为可行,大大降低了模具表面的摩擦系数。
4结语 模具压力加工是机械制造的重要组成部门,而模具的水平、质量和寿命则与模具表面强化技术休戚相关。跟着科学技术的提高,近年来各种模具表面处理技术泛起较大的进展。表现在:①传统的热处理工艺的改进及其与其他新工艺的结合;②表面改性技术,包括渗碳、低温热扩渗(各种渗氮、碳氮共渗、离子氮化、三元共渗等)、盐浴热扩渗、渗硼、稀土表面强化、激光表面处理和电火花沉积金属陶瓷等;③涂镀技术等方面。但对于工作前提极为苛刻的压铸模具而言,现有新的表面处理工艺还无法知足不断增长的要求,可以预计更为提高前辈的技术,也有望应用于压铸模具的表面处理。鉴于表面处理是进步压铸模具寿命的重要手段之一,因此要进步我国压铸模具出产整体水平,表面处理技术将起着举足轻重的作用。
压铸模具维护
一、使用前模具状态的确认1、模具如有刮伤、磨损、凹陷、突出等缺陷,操作工先报告拉组长,由拉组长决定是否要修正。
2、模具芯销无弯曲、无裂断现象。
3、确认排气包,排气槽等无堵塞现象;如有异常要立即进行清理。
4、确定分型面和模具内表面有无残余铝屑;如有异常要进行清理。
5、确认模具顶杆是否断裂,活动是否灵活,断裂了要通知拉组长开单更换,有异向时可先用柴油或机油等进行润滑。
6、确认柱塞头是否运动灵活,如有异常立刻排故,一般情况下故障由以下原因造成:柱塞头磨损;料管磨损严重;浇口套磨损严重;颗粒油太少或没有;浇口套和料管不同心;生产过程中会出现冷却水不畅通,柱塞头温度太高膨胀厉害而卡死的情况,柱塞头冷却水进水管和出水管安装反了,造成水流不畅通,水流流量太小;连接接头歪曲,松动;压射杆弯曲等重要提醒:大家往往安装模具后忘记安装冷水水管,当模具温度太高需要模具冷却的时候,只能临时安装模具冷却水管,浪费很多的时间,又影响产品的质量和模具的状态。
二、正确的预热 铝合金压铸模在使用前应预热至150℃以上方可使用加热应平缓、均匀。预热时,应逐渐地使用冷却液,以获得平衡状态,如果急冷,模具将严重开裂。在有金属型芯的压铸模加热时需缓慢进行,以使型芯座的温升与膨胀同步。预热时,一般前2-3模预热料管和浇口套,不压射,然后采用低速状态预热模具型腔,一般热模5-10模。每模预热前要涂上一定量的脱模膏等,一般不要使用喷枪喷雾。预热模具时不能开模具内冷水。
三、冷却水的使用 模具的温度控制较高,虽有利于铝液在模具内的填充, 并有利于铸件成形。但当模具温度接近300℃ 时,会产生明显的粘铝现象,使铸件表面粗糙或缺块。需要频繁打磨模具。与此同时、铸件在预定时间内未充分冷却就开模。铸件因冷却不足与模具问的脱模间隙未能充分形成,加上粘铝现象。脱模时会导致模块和型销受力过大而拆裂损坏(开摸时的响声也会明显增大)。模具温度控制过低会影响铝液的流动性并引起铸件冷隔。我们希望模具各部分的温度不要相差过大。否则会因模具的热胀冷缩不均匀引起模具型腔龟裂,而微小的龟裂会因应力集中现象和铝液的渗入不断扩展,以致模块局部崩裂,直接影响模具的使用寿命。工件壁厚较大部位的铝液凝固慢,模温可稍低些;筋板、凸台部分或薄壁处为防止冷隔,要提高铝液流动性。模温应相对提高。
现场一般从铸件外观来判定模具的温度的高低,模具温度高,铸件的外观一般出现以下几种情况:拉伤、铸件发白不光亮,铸件表面脱皮,表面起泡等,一般出现在内浇口附近,铸件比较厚大的部位,模具型块突出的部分。出现以上情况,现场操作需要注意在相应部位适当的打开模具冷却水,增加相应部位的喷雾等。模具温度低,表面不光滑,表面发黑、表面冷隔等。出现这些情况,一般调小模具冷却水,减少相应部位的喷雾。
四、作业时对模具的维护模具在使用的过程中,会出现一些突发的故障,比如:粘模、粘铝、批缝、冲头卡死在浇口套中、滑块卡死无法抽出、顶杆无法顶出或回不到位等。下面举些例子分析处理一下,常见的问题是粘模,粘模有以下几个原因:模具温度太高,模具相应部位粗糙度大,模具响应部位有倒斜。遇到这种情形,首先将粘模部位冷却下来,然后使用錾刀清理,清理后要注意检查模具状况,记得通知模具师傅和组长查看。遇到模具故障应该通知组长和模具师傅,在交接班记录本上要记录下来,以提醒下班的人员注意。
在模具压铸过程中,模具表面及滑动面等时常会出现毛刺,这样不仅影响产品的精度,也易造成模具出现故障,所以每次都需去除铝渣等杂物(需要保证无毛刺进行压铸),当压铸过程中清洁时,使用气枪或凿子等工具,但一定注意不要划伤模具表面。要注意产品质量和模具状况,铸件有没有缺损、铸铝不良、模具的顶杆有无断裂,渣包和排气槽有无堵塞。
五、压铸结束后模具状况的确认批量压铸完成后,必须要检查zui后的产品、模具烤伤部位及确认重要精度部位的形状等,还需要确认在压铸时模具不符合部位或对于消耗较多的部位进行更换及调整。特别要注意在使用硬水时造成的冷却管堵塞,需经常检查。检查到的问题要向组长和模具师傅反映,以便于即时修理。
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