壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)課件：壓鑄模材料選擇及技術(shù)要求-

壓鑄模材料選擇及技術(shù)要求【本章要點(diǎn)與提示】知識(shí)要點(diǎn)目標(biāo)要求學(xué)習(xí)方法壓鑄工藝對(duì)模具要求掌握結(jié)合壓鑄工藝及對(duì)模具性能的要求，熟悉壓鑄模材料失效形式。常用壓鑄模材料掌握通過(guò)老師的講解及查閱教材等相關(guān)內(nèi)容，掌握壓鑄模常用材料的性能及熱處理要求。壓鑄模材料選用應(yīng)用通過(guò)實(shí)例，結(jié)合實(shí)際工藝條件，學(xué)會(huì)對(duì)壓鑄模各部件材料的選擇。壓鑄模技術(shù)要求掌握結(jié)合壓鑄?？傮w設(shè)計(jì)、制造等要求，掌握壓鑄模具體技術(shù)要求。2【導(dǎo)入案例】1-推板；2-推桿固定板；3-墊塊；4-限位塊；5-拉桿；6-墊片；7-螺母；8-彈簧；9-滑塊；10-楔緊塊；11-斜銷；12、27-圓柱銷；13-動(dòng)模鑲塊；14-活動(dòng)型芯；15-定模鑲塊；16-定模座板；17、26、30-內(nèi)六角螺釘；18-澆口套；19-導(dǎo)柱；20-導(dǎo)套；21-型芯；22-定模套板；24-支承板；25、28、31-推桿；29-限位釘；32-復(fù)位桿；33-推板導(dǎo)套；34-推板導(dǎo)柱；35-動(dòng)模座板

如圖所示為一臥式冷壓室偏心澆口壓鑄模，用來(lái)壓鑄成形鋁合金壓鑄件（材料牌號(hào)：YZAlSi10）。應(yīng)如何確定其各部分零部件的材料選擇、熱處理規(guī)范以及模具總體技術(shù)要求？3【主要內(nèi)容】壓鑄模工作條件和失效分析10.1壓鑄模常用材料10.2壓鑄模技術(shù)要求10.3410.1壓鑄模工作條件和失效分析直接受到?jīng)_刷、磨損、腐蝕、高溫氧化模具溫度劇烈升降，承受冷熱交變應(yīng)力（成形零件不同部位的溫度不同，內(nèi)澆口處溫度最高，型腔表面次之壓鑄不同的合金，工作條件也不同：鋅熔化溫度400℃、鋁/鎂600∽700℃、銅900∽1000℃，模具型腔表面溫度分別在（400℃、>600℃、>800℃）脫模過(guò)程會(huì)引起局部機(jī)械應(yīng)力一、壓鑄模的工作條件510.1壓鑄模工作條件和失效分析二、壓鑄模的失效實(shí)際壓鑄生產(chǎn)中，模具失效主要表現(xiàn)為：①熱疲勞龜裂損壞導(dǎo)致失效；②脆裂導(dǎo)致失效；③溶蝕導(dǎo)致失效。壓鑄循環(huán)過(guò)程裂紋擴(kuò)張變形脆裂熱疲勞模具磨損溶蝕機(jī)械應(yīng)力熱膨脹和收縮腐蝕沖刷、磨損模具型腔的表面壓力內(nèi)澆口附近的材料流動(dòng)合金液到型腔表面熱傳導(dǎo)壓鑄模具失效的關(guān)聯(lián)因素610.1壓鑄模工作條件和失效分析三、對(duì)材料的性能要求（一）成型零件等（接觸合金液）

1．高溫強(qiáng)度/硬度、回火穩(wěn)定性、抗沖擊性能要高；2．導(dǎo)熱性與抗熱疲勞性能良好；3．抗粘附、腐蝕、高溫氧化；4．耐磨性高、抗蠕變性良好；5．熱脹系數(shù)??；6．熱處理變形小、淬透性好；7．可鍛性、切削加工性良好，修復(fù)時(shí)能熔焊。（二）不與合金液接觸的滑動(dòng)部件

耐磨性良好、強(qiáng)度適當(dāng)、熱處理變形小、淬透性好（三）受力件、結(jié)構(gòu)件、緊固件

強(qiáng)度/剛度足夠

710.2壓鑄模常用材料1）壓鑄模具大多用合金工具鋼制造，少數(shù)用高溫合金和硬質(zhì)合金。一般不用碳素工具鋼（淬透性低、熱疲勞抗力差、脆性大、易崩裂）。2）為了保證鋼的韌性和熱疲勞抗力，碳化物量不能太多，壓鑄模具鋼中的碳含量一般在0.3％-0.6％之間，屬亞共析鋼。3）壓鑄模具鋼中的常用合金元素為Cr、W、Mo、V、Ni、Si等元素，其中，Cr、Mn、Si、Mo可提高淬透性；W、Mo、V可增加抗熱性和耐磨性，Cr、Mn、Si可獲得好的抗氧化性。壓鑄模具鋼的特點(diǎn)：8零件名稱壓鑄合金熱處理要求鋅合金鋁、鎂合金銅合金壓鑄鋁合金、鋅合金、鎂合金壓鑄銅合金與金屬液接觸型腔鑲塊、型芯、滑塊中成形部位等成形零件4Cr5MoSiV13Cr2W8V5CrNiMo4CrW2Si4CrMoSiV13Cr2W8V(3Cr2W8)3Cr2W8V3Cr2W5Co5MoV4Cr3Mo3W2V4Cr3Mo3SiV4Cr5MoSiV143~47HRC(4Cr5MoSiV1)44~48HRC(3Cr2W8V)38~42HRC澆道鑲塊、澆道套、分流錐等澆注系統(tǒng)4Cr5MoSiV13Cr2W8V滑動(dòng)配合導(dǎo)柱、導(dǎo)套、斜銷、彎銷等T8A(T10A)50~55HRC推桿4Cr5MoSiV13Cr2W8V45~50HRCT8A(T10A)50~55HRC復(fù)位桿T8A(T10A)50~55HRC模架結(jié)構(gòu)動(dòng)（定）模套板、支撐板、墊塊、動(dòng)（定）模底板、推板等45調(diào)質(zhì)220~250HBSQ235鑄鋼壓鑄模零部件常用材料及熱處理要求910.3壓鑄模技術(shù)要求10.3.1壓鑄模裝配圖應(yīng)注明的技術(shù)要求（1）模具的最大外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）。（2）選用壓鑄機(jī)型號(hào)。（3）壓鑄件選用的合金材料。（4）選用壓室的內(nèi)徑、比壓或噴嘴直徑。（5）最小開模行程（如開模最大行程有限制時(shí)，也應(yīng)注明）。（6）推出行程。（7）標(biāo)明冷卻系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)進(jìn)出口。（8）澆注系統(tǒng)及主要尺寸。（9）特殊運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作行程。1010.3壓鑄模技術(shù)要求10.3.2結(jié)構(gòu)零件的公差與配合滑動(dòng)零件的配合在充填過(guò)程中，金屬液不致竄入配合間隙；受熱膨脹后，不致使原有的配合間隙產(chǎn)生過(guò)盈，導(dǎo)致動(dòng)作失靈。配合類別和精度等級(jí)見表1.結(jié)構(gòu)零件軸與孔的配合和精度固定零件的配合在金屬液沖擊下,不致產(chǎn)生位置上的偏移;受熱后不會(huì)因熱膨脹變形而影響模具正常生產(chǎn);維修時(shí)拆裝方便.11模具分型面對(duì)動(dòng)、定模座板安裝平面的平行度規(guī)定被測(cè)面最大直線長(zhǎng)度/mm≤160160~250250~400400~630630~10001000~1600公差值0.060.080.100.120.160.20導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)定、動(dòng)模座板安裝平面的垂直的規(guī)定導(dǎo)柱、導(dǎo)套有效導(dǎo)滑長(zhǎng)度/mm≤4040~6363~100100~160160~250公差值/mm0.0150.0200.0250.0300.04010.3.3.壓鑄?？傮w裝配精度的技術(shù)要求

10.3壓鑄模技術(shù)要求1210.3.4.零件的表面粗糙度10.3壓鑄模技術(shù)要求表面位置表面粗糙度Ra/μm鑲塊、型芯等成形零件的成形表面和澆注系統(tǒng)表面0.1~0.2鑲塊、型芯、澆道套、分流錐等零件的配合表面≤0.4導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、斜銷等零件的配合表面≤0.8模具分型面、各模板間的接合面≤0.8型芯、推桿、澆道套、分流錐等零件的支撐面≤1.6非工作的其他表面≤6.313【本章小結(jié)】一副壓鑄模通常需要好幾種材料來(lái)制成，每一種材料均在壓鑄模中發(fā)揮一定的作用。選擇合適的模具材料是壓鑄模設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵之一