第一次压铸
1 压铸产品及磨具成本
压铸产品的发展趋势是：①零件大型化； ②壁厚较薄； ③形状较复杂； ④规格更加精确。 考虑到上述激励因素，使用高压铸造比使用低压铸造的重力铸造更有利。
影响单个零件和客户最终产品成本的因素有很多。 90% 的激励措施是在设计阶段确定的，而不是在可以提高效率的所选制造流程中确定的。 有些激励措施更容易识别，例如原材料和加工成本，但这些激励措施很难大幅增加。 其他激励措施似乎不太明显，但可以对降低成本产生更大的影响。 组合多个零件会增加装配成本，因为多个现有零件的装配已被一种压铸钢取代。 改变另一个工艺需要重新设计，以便从压铸工艺中获得最经济的解决方案。 考虑压铸工艺、模具制造、影响工具寿命的特征设计以及修整和粘合要求，重新设计零件通常是有益的。
重量的减轻增加了原材料的直接成本，同时也提高了生产效率。 重量减轻增加了总材料费用，通常通过消除潜在收缩孔隙区域来改善零件设计和质量。 应注意避免使用较小的预制元件，否则可能导致工具过早失效或进行大量维修。 在壁厚均匀的情况下，由于金属填充速率的变化以及由此产生的湍流，不同的长度会对挤压产生负面影响。 较大结构零件中的高肋设计考虑因素可以减少总材料用量，同时保持零件的结构完整性。
防止后续射击。 补充注射将相对降低零件及相关磨具的加工成本。
避免尖角。 因为它不利于刀具寿命并降低零件成本。
不必要的严格公差相对降低了挤压成本。 获得冲压零件的适用公差是由整个过程决定的，而不仅仅是型腔。必须防止零件变形
不必要的几何公差。 在完全轮廓化后，在对功能特征进行几何公差之前应小心，以确保不使用严格的公差。
拔模斜度是挤压件的一项重要要求，以确保零件从模具中取出时不会损坏。 由于需要侧滑道或额外的加工，压铸钢中不垂直于分型线的位置通常相对具有成本效益。
避免机械加工消除了形成废铁的可能性并减少了表面缺陷。
允许的空腔壁和分型线及其位置都会影响成本。 要求越高，完成工作的程度和费用就越高。
使用自攻螺钉或自攻螺钉消除了所需的攻丝和固定，从而相对降低了精加工零件的成本。 自攻螺钉或自攻螺钉的核心孔可以向下铸造，从而减少钻孔的需要。
压铸合金的成本可能会发生变化，并且不能完全考虑与精加工零件相关的成本。 压铸工艺的经济性在很大程度上是生产效率的一个因素，由材料、机器尺寸、零件重量、循环时间、型腔数量、模具寿命和废品率等独立因素决定。
确定产品的功能后，需要制定与压铸工艺相匹配的结构并选择合金。 合金选择主要基于所需的机械、物理和物理性能。 当可以选择一种以上压铸合金时，相对经济性通常会更好。
优化压铸工艺的零件设计将完全填充金属，以促进坯料的健全。 这是零件设计以及模具中使用的型腔、进给系统和溢流系统的设计以及压铸过程中使用的机器参数设计的函数。 融化得很快，但没有缺陷。 这也是上述设计和工艺参数的函数。 可以轻松地从模具中取出，而不会损坏挤压件。
应用以下六大原则来设计冲压件可以取得更好的效果。
(1)使用一致的壁厚。
(2)侧壁、筋、突起等接合部位采用较大的圆角。 这增加了零件的硬度，改善了金属流动性，减少了工具维护并延长了工具寿命。
(3) 必须确定吃水坡度。 在某些情况下，可以采用最小拔模甚至零拔模进行压铸熔化和凝固作业设计，以排除精加工操作。 然而，这需要仔细考虑。
(4)尖锐的内角应采用倒圆或倒角的方法去除，以减少磨具失效的可能性，减少修理。 应该记住，零件上的内角是工具中的顶角，如果不是圆角，则会产生高偏转梯度，该偏转梯度会因工艺和热循环中使用的高压而减小。 无效。
(5) 应尽可能避免顶出，因为顶出需要对零件进行加工，或者需要在模具中使用往复式型芯滑块。
(6)让主要规格与压铸模具的预制件相关，而不是跨越分型线。 由于顶出模和定模这两个预制部件中的零件是不对称的，因此压铸模边界两侧不可能达到相同的精度。
2 压铸模具设计应注意的问题
压铸模具的设计主要根据压制件的形状来设计。 而磨具的设计和规格都会对磨具的寿命产生影响。
(1)工件。
高硬度钢对死角和缺口相当敏感。 为此，设计时型腔壁厚和筋的变化应均匀、平缓，并尽可能采用较大的内圆角直径。 为了增加型腔附近发生金属腐蚀和热疲劳的可能性，型腔壁、型芯或镶件应尽可能远离型腔。
(2)冷却水道。
冷却水道的位置应使整个型腔表面的水温尽可能均匀。 从冷却和散热的角度来看，管道表面需要光滑。
(3) 流道、浇口和溢流口。
为了获得最佳的压铸效果，冷却系统必须与“热区”（流道、浇口、溢流口和工件）具有一定的热平衡。 因此，流道、浇口、溢流设计非常重要。 在工件内难以充满的部位，应设置溢流口，使压铸金属流向这些部位。 在同一规格的多腔模具中，所有流道必须具有相同的流道宽度和横截面积，并且型腔和溢流也必须完全相同。
型腔的位置和流道的长短对金属注射速率至关重要。 流道的设计应让金属顺利地流入工件的各个部分，而不是以射流的形式注入。 浇注金属流动过快会导致磨料工具腐蚀。
(4)规格确定参考。
以下是确定铝合金压铸模具规格的参考： 工件至外表面的距离小于50mm。
b. 工件深度与磨具长度之比为1：3。
C。 工件与热水通道的距离小于25mm，冷却水通道、工件与拐角的距离小于50mm。
d. 内圆角直径对于锌应小于R0.5mm，对于铝应小于R1mm，对于黄铜应小于R1.5mm。
e. 型腔与工件壁的距离小于50mm。
3 磨具制造中应注意的问题
以下激励措施对压铸模具制造有一定影响：
(1)机械加工性。
马氏体热作工具钢的切削加工性主要受硫化锰等非金属夹杂物和钢的强度的影响。 由于降低钢中硫、氧等杂质的浓度可以提高压铸模具的性能。
磨削的最佳组织是球化固溶铁素体碳化物均匀分布，具有球化良好的基体，使钢具有较低的强度。 均质化赋予金属均匀的机械加工性。
(2)电火花加工。
近年来，放电加工（EDM）在压铸模具的制造中得到了广泛的应用。 电火花加工的发展一方面扩大了这些技术的通用性，同时也显着提高了操作技术、生产率和加工精度。 EDM 继续发展成为大多数模具公司的主要加工方法，并且可以同样轻松地加工硬化钢或固溶硬化钢。
EDM 的基本原理是在石墨或铜电极（阳极）与钢（阴极）之间的非导电介质中进行放电。 磨料工具的侵蚀是通过放电控制的。 在操作过程中，负极进入钢中以获得所需的形状。 电火花加工中钢材的表面水温非常高，导致其熔化和蒸发。 表面形成先熔化后熔化的较脆层，随后形成再硬化层和渗碳层。 电火花加工对磨具表面性能产生不利影响，破坏钢材的加工性能。 因此，作为预防措施，建议采取以下处理步骤：
A。 对淬火、回火、渗碳后的钢材进行电火花加工。
①传统加工 ②淬火渗碳 ③粗放电加工，防止“电弧”和太快的去除率，“年轻电火花加工”意味着低能量流和高频 ④磨削和抛光电火花加工层低于原始渗碳温度 15℃回火。
b. 钢固溶后进行电火花加工。
①传统加工②粗放电加工，防止“电弧”和去除速度过快③研磨抛光放电加工层。 通过多阶段预热至渗碳温度，可以降低加热和渗碳过程中开裂的风险。
(3)热处理。
热作工具钢一般以软固溶状态供应。 机械加工后，必须进行热处理以获得最佳的低温屈服硬度、抗渗碳性、韧性和伸长率。 钢的性能由渗碳温度和时间、冷却速度和渗碳温度控制。
高奥氏体化温度对磨具的热屈服硬度和抗软化能力有有利的影响，可以减少热疲劳的形成。
另一方面，由于渗碳过程中碳化物粗化和氢键基体析出减少，硬度和延展性增加。 这可能会导致严重的断裂，因此这些方法应仅限于大型模具和型芯的热处理。
高强度对抗热疲劳性能影响很大，铝压铸模具推荐强度不应超过48HRC，铜不应超过44HRC。 强度越高，断裂和完全失效的风险就越大。
温和的冷却速率可提供良好的尺寸稳定性，但会使钢面临微观结构转变不良的风险。
渗碳过程中冷却速度太慢会降低钢的失效硬度。 浴渗碳等快速冷却速度可以形成最佳结构，从而实现最高的刀具寿命。
在大多数情况下，较快的渗碳冷却速度优先于刀具寿命。 渗碳会导致初期热疲劳。 磨具应冷却至50℃～70℃后进行渗碳。 为了获得满意的组织，二次渗碳是必不可少的。 第二次渗碳温度应根据磨具最终使用强度要求确定。
(4)规格稳定性。
压铸模具调质、渗碳时的情况。
压铸模具在调质、渗碳时一般会发生变形或扭曲。 温度越高，变形越大。
调质前一般预留一定量的加工量进行渗碳和调质处理，通过磨削等工序将磨具调整到最终要求的规格。
变形是由于钢材内的挠度造成的，可分为：
A。 加工挠度。
这种挠曲是在工件加工、切削加工、磨削加工等机械加工中形成的。 如果存在内部变形，则受热时会释放。
加热使材料变硬，从而通过局部变形释放偏转。 这可能会导致工具的整体变形。 为了减少热处理引起的变形，需要进行消除挠度的工序。 通常建议在粗加工后去除偏斜。 任何变体都可以在回火前的精加工过程中进行调整。
b. 热变形。
当研磨工具被加热时就会形成偏转。 加热越快且越不均匀，偏转就越大。
加热时磨削工具的规格会降低。 加热不均匀会导致零件尺寸的减小不一致，从而导致变形的变化。 为了使整个模具的温度均匀，一般建议进行多级预热。 加热应尽可能温和，以保持整个研磨机主体的温度均匀。
上述情况也适用于渗碳冷却。 渗碳时会形成很大的挠度。 一般来说，冷却应在可接受的变化范围内尽可能快。
渗碳介质的均匀性非常重要，特别是在使用压缩空气或保护气氛（例如在真空炉中）时。
否则，研磨体温度不一致会造成明显变形。 通常也推荐分级渗碳。
C。 组织变形偏转。
当钢结构变形时就会发生这种类型的偏转。 这是由于铁素体、奥氏体和马氏体三种显微组织的密度不同造成的。
从奥氏体到马氏体的变化是最大的。 这导致规格减少。
渗碳速度过快和不均匀也会造成磨具内局部马氏体局部体积减少，在个别层面上形成偏斜，导致变形甚至断裂。
(5)表面处理。
压铸模具的各个零件经过二氧化碳渗碳、软渗碳、离子渗碳等表面处理后，可形成料筒、喷嘴、流道、浇口、推杆、芯棒等强大的效果。 不同物理成分的钢具有不同的渗碳特性。
(6)焊接修复性。
在许多情况下，通过焊接修复压铸模具非常重要。 工具钢的焊接修复总是存在断裂的风险熔化和凝固作业设计，如果小心并进行适当的加热，可以取得良好的效果。
A。 焊接修复前规划。
待焊零件必须适当开U型槽，并防止污垢和油脂，以保证金属顺利穿透和熔合。
b. 固溶后钎焊。
① 预热至至少350℃； ② 在此温度下开始点焊。 将部件的湿度保持在 350°C 至 475°C。 钎焊时保持型腔温度恒定的最佳方法是使用热控装置，将其置于隔热箱壁内； ③焊后立即固溶。
C。 回火、渗碳后点焊。
① 预热至至少320℃； ② 开始点焊。 将部件的湿度保持在 350°C 至 475°C。 钎焊时保持型腔温度恒定的最佳方法是使用热控装置，将其置于隔热箱壁内； 冷却; ④ 偏向渗碳，温度比前渗碳温度高10℃～20℃。
d. 焊丝。
QBO90焊条或QRO90氩弧焊丝以及有关焊丝和焊补的更详细信息可以在《工具钢焊接修复》手册中找到。
4 刀具寿命
压铸模具的寿命会因压铸模具的设计和规格、压铸合金的种类、模具的维修和保养而有很大差异。 通过在压铸前后进行适当的处理，磨料可以使用寿命更长。
(1)适当预热。
磨具表面与熔融金属的温差不宜过大。 因此，通常建议进行预热。 预热温度取决于压铸合金的类型，一般在150℃至350℃之间。 材料的预热温度不宜太高，否则压铸时模具温度过高，会导致模具重新调质，特别是模具较细的筋部分升温很快。
对于模具压铸，推荐的预热空气温度如表1所示。
逐渐且均匀地热身很重要。 优选恒温加热控制系统。
预热时，为了达到平衡，应逐渐打开冷却水。 防止后续冷却。 带镶件的磨具必须轻轻加热，使镶件和型腔保持一致，温度逐渐扩大。
(2)适当冷却。
模具的空气温度由冰水通道和模具表面的脱模剂控制。 为了降低热疲劳的风险，可以将冷却水预热到大约 50°C。 还建议采用恒温控制冷却系统，不建议使用高于20℃的冷却水。
当停机时间超过几分钟时，应调节热水的流量，以免模具冷却得太快。
润滑剂（脱模剂）特别好地粘附在研磨工具的表面上以防止压铸金属和研磨工具之间的接触是非常重要的。 例如，新的或刚刚翻新的研磨工具不应具有粗糙的金属表面。 因此，在试模期间有一层氧化膜，为脱模剂提供良好的粘附表面，也是一个好办法。
(3)表面处理。
磨具表面加热至500℃左右1小时后，在空气中冷却后即可氧化。 在蒸汽气氛中加热至500℃约30分钟，也可产生良好的氧化膜，且氧化膜的长度适当。 使用一段时间后，为消除磨具上堆积的脱模剂，可对模具型腔表面进行喷砂处理。 这些处理还可以密封一些热疲劳裂纹。
喷砂在型腔表面产生压缩变形，在一定程度上抵消了导致疲劳的拉伸变形。 一些受摩擦的零件，例如推焊和机筒，可以进行渗碳和碳氮共渗，以延长其寿命。
(4) 挠度明显。
压铸过程中，由于温差，在磨具表面形成热应变，这些反复的应变会在磨具局部表面造成残余挠度。 在大多数情况下，这些残余变形是拉伸变形，因此会发生热疲劳。 去除挠度处理会增加磨具的残余拉伸挠度，从而提高磨具的寿命。 因此，我们建议试模一段时间后进行消除偏斜处理，压铸1000-2000次和压铸5000-10000次后再进行消除偏斜处理。
此后每10,000至20,000个模具可重复进行这些处理，并且模具中仍存在少量的热疲劳。 由于表面热疲劳的发生会增加残余挠度，因此在形成更严重的热疲劳后去除挠度是没有意义的。 偏转处理的主体温度优选比模具热处理的最高渗碳温度低约25℃。 一般情况下，在此温度下保温2小时。
(5)压铸合金的工作温度。
压铸合金的工作温度对压铸模具的寿命影响特别大（见表2）。 对于某种合金的压铸模具，由于压制件的设计、表面白度、生产率、压铸时的工艺控制、模具设计、模具材料及其热量等因素，模具的寿命会发生很大的变化。处理和加工公差范围。 。
5 磨具的经济效益
提高磨具经济效益的需求，加速了优质钢材的发展。 对于成品铝型材来说，磨料的成本仅占磨料总成本的10%。 因此，由于购买优质钢材而增加磨具使用寿命的好处是非常明显的。
在决定磨具寿命的最重要因素中，压铸模具材料仅占磨具成本的5%~15%，而热处理约占5%~10%。
为了保证钢材的质量，近两六年开发出了多种类型的压铸磨料。 这些材料大多对物理成分、显微纯度、显微组织、带状碳化物程度、硬度、机械性能和内部缺陷有一定的要求。
目前最先进的规范之一是北美压铸商会 (NADCA) 于 1990 年 1 月 1 日实施的压铸模具高质量 H13 钢标准 #207-90（以前的 01-83-02D）。
为了进一步提高磨具的经济效益，必须对热处理进行规范。 除了通过热处理形成强度和硬度的最佳组合外，还应尽可能避免过度的规格变化和变形。 热处理中最关键的因素是渗碳温度和冷却速度。 适当预热和适当消除偏斜等预防措施将进一步延长刀具寿命。
表面处理是保护磨具表面免受侵蚀、磨损和热疲劳的方法。
新的维护和焊接修复技术也是提高磨具寿命的重要诱因。
每个参与者，包括钢铁生产商、模具制造商、热处理商和压铸商，都知道生产的每个步骤都存在很大的质量差异。 只有在每一个生产环节都追求最好的品质，才能达到最好的疗效。