铝合金压铸模具参阅文献总结

参阅铝合金压铸模具相关文献重点内容汇总一、工作条件及模具材料应具有的性能1、铝合金压铸模具属于热作模具，热作模具在工作时承受巨大的冲击力、压应力、张应力、弯曲应力。2、模具型腔与高温金属接触后，本身温度可达300-400摄氏度，局部温度可达到500-600摄氏度,甚至更高。3、经常受到空气、油、水的反复冷却。在时冷时热的苛刻条件下，型腔会产生龟裂。4、炙热金属在型腔内变形产生剧烈摩擦，会降低模具型腔的精度。因此，热作模具钢应具有良好的强热性、导热性、耐腐蚀性、热疲劳性、耐磨性、硬度、韧性、耐腐蚀性,以及较高的淬透性。二、失效形式1、热裂热裂纹通常形成于模具型腔表面或内部热应力集中处，当裂纹形成后，应力重新分布，裂纹发展到一定长度时，由于塑性应变而产生应力松弛使裂纹停止扩展。随着循环次数的增加，裂纹尖端附近出现一些小孔洞并逐渐形成微裂纹，与开始形成的主裂纹合并，裂纹继续扩展，最后裂纹间相互连接而导致模具失效。2、整体脆断整体脆断是由于偶然的机械过载或热过载导致模具灾难性断裂。材料的塑韧性是与此现象相对应的最重要的力学性能。材料中有严重缺陷或操作不当,会引起整体脆断。3、侵蚀或冲刷这是由于机械和化学腐蚀综合作用的结果,熔融铝合金高速射入型腔,造成型腔表面的机械磨蚀。同时,金属铝与模具材料生成脆性的铁铝化合物,成为热裂纹新的萌生源。此外,铝充填到裂纹之中与裂纹壁产生机械作用,并与热应力叠加,加剧裂纹尖端的拉应力,从而加快了裂纹的扩展。提高材料的高温强度和化学稳定性有利于增强材料的抗腐蚀能力。三、铝合金压铸模具材料热作模具刚分为三类：1、高韧性热作模具钢，一般适用做锻造模具钢。2、高热强钢，如：3Gr2W8V、5Gr4Mo2W2SiV。宜用作热挤压模具、压铸模具。3、强热兼备热作模具钢，如：H13（4Gr5MoV1Si）。宜用做热锻模具，热挤压模具，压铸模具等。目前一般热作模具钢为H13、3Gr2W8V。下面详尽说明这两种材料：H13：有较高的韧性，和耐冷热疲劳性能，不易产生疲劳裂纹，即使产生也较小较细，且不易扩散。具有较高的热强性，韧性。可用于模具型腔温升不高于600摄氏度的压铸模具材料。上世纪70年代后，这种材料广泛应用于铝合金压铸模具材料。3Gr2W8V：此材料属于中耐热韧性模具钢，含有较多的Gr、Mo、W、V等碳化物形成元素，另外其含碳量较低。因此有更好的淬透性（含Gr多），与H13相比在中温条件下，有更好的热强性、热疲劳性、高韧性和一定的耐磨性。除传统材料外，近些年有些新型材料应用到铝合金压铸模具。如：辰卓实业有限公司开发的马氏体时效铝合金压铸专用材料H1505，与H13不同之处是，该材料通过处理大大降低了C元素含量，其硬度是通过添加的合金元素和来保证，不是C元素。据称其寿命是H13的2-3倍，但其价格相对较高。再如：新型高性能压铸模具钢HHD，其特点是优化冶炼、锻造及预处理工艺，且与H13相比增加了Mo、Gr合金元素含量。具体元素含量如下图：通过实验证明，HHD钢材的部分性能已经达到国际先进磨具材料水平。四、延长模具寿命措施在模具初步成型后，需要对模具进行热处理，如淬火、退火等，以及表面强化处理，如：渗氮、渗碳和碳氮共渗。以延长模具寿命。目前针对铝合金压铸模具表面处理新型的技术有：1、渗铝氧化处理：基体为H13热作模具钢，通过渗铝氧化处理，在试样表面形成了15.8-1488.4um的渗铝层，其主要成分为Fe-Al合金，电子探针分析得知镀层主要合金成分为：Fe3Al5。实验证明，渗铝氧化处理后，表层氧化膜不与铝液湿润，基体抗粘性提高。提高了模具的耐磨性、耐腐蚀性、热稳定性及抗粘性。有利于延长模具寿命。2、表面涂层材料：(1)超微中程纳米科技有限公司（苏州）利用PVD技术将氮化铬铝（CrAlN）作为压铸模具的涂层材料。氮化铬铝：具有高硬度、耐磨、与基体结合良好的抗高温氧化性，其最高耐温达1100摄氏度。涂层厚度2-8um，使用该涂层材料能够很好的改善热疲劳、热侵蚀，延长模具寿命达2-3倍。(2)硼化锆+钴（ZrB2+Co）粉末涂层该合金涂层可以提高压铸模具型腔的耐腐蚀性、耐磨性、抗热疲劳性能。通过激光熔覆的方式将混合粉末与模具型腔结合。