1 工作条件与性能要求 压铸模是完成压力铸造生产的基本工具,是在高压150MPa~500MPa下将高温1000℃熔融金属压铸成形,加工对象有铅、锌、铝、镁、铜及其它合金等。由于这些金属及合金的熔点不同,对模具性能要求也不完全相同。 1.1 压铸模具的工作条件 (1)与其他模具相比,压铸模具的工作条件十分恶劣,因不同被压铸的金属,要承受150MPa~500MPa很高压力的作用。 (2)工作时,经常与300℃~1000℃的熔融金属接触,不同压铸合金的浇注温度见表1。且不断地反复加热和冷却,沿截面温度梯度很大。
表1 不同压铸合金地浇注温度
(3)模具工作型腔收到150m/s~70m/s高速注入地熔融金属接触时,会产生严重地磨损。 (4)型腔在液态金属冲刷和浸蚀作用下,易使金属粘着在模具型腔表面上(尤其是铝合金更为突出),甚至渗入模面或与模面金属发生化学变化而腐蚀模面。 1.2 压铸模其他性能要求 压力铸造可以铸出形状复杂、精度高、表面粗糙度小并且具有良好地力学性能的零件。所以,压铸模具应具有如下的性能要求: (1)较大的高温强度与韧度 压铸模具受到熔融金属注入时的高温、高压和热应力作用,容易发生变形,甚至开裂。因此,模具材料在工作温度下应具有足够的高温强度与韧度,以及较高的硬度。 (2)优良的高温耐磨性、抗氧化性与抗回火稳定性 高温熔融金属高速注入模具和浇铸后脱模时,均产生较大的摩擦作用,为保证模具长期使用,模具在工作温度下应均有较高的耐磨性。大量连续生产的压铸模具,长时间处于一定温度作用下,应持续保持其高硬度,而且应不粘模及不产生氧化皮。因此,模具还应具有良好的抗氧化性与回火稳定性。 (3)良好的热疲劳性能 压铸模具表面反复受到高温加热与冷却,不断膨胀、收缩,产生交变热应力。此应力超过模具材料的弹性极限时,就发生反复的塑性变形,引起热疲劳。同事,模具表面长时间受到熔融金属的腐蚀与氧化,也会逐渐产生微细裂纹,大多数情况下,热疲劳是决定压铸模具寿命的最重要因素。