如何有效提高壓鑄模具的壽命（下）

3．6模具高能量密度表面強(qiáng)化處理

高能量密度表面強(qiáng)化是材料表面施加極高的能量，使之發(fā)生物理化學(xué)變化，以達(dá)到強(qiáng)化的目的。其主要特點(diǎn)是：工序簡單，過程迅速，零件變形小，生產(chǎn)效率高。其中以采用電火花表面強(qiáng)化工藝乃是一項(xiàng)減少表面沖蝕，防止金屬與模面咬合，提高使用壽命的有效途徑之一。其原理系利用脈沖電路的充分放電原理，將硬質(zhì)合金制成的電極(Y68)，接通電源的正極，金屬工件接通電源的負(fù)極，二者在空氣中作周期性地接觸，引起氣隙放電，形成火花與高溫。在高溫作用下，碳化鎢從電極上升華釋放，在工件的表面產(chǎn)生并完成一系列包括：重熔，沉識(shí)，擴(kuò)散、化合及淬硬的過程，使被涂復(fù)的工件表面形成一層成分均勻，結(jié)構(gòu)致密，高硬度的碳化鎢沉積層。強(qiáng)化層與基體結(jié)合牢固，耐沖擊，不剝落。強(qiáng)化處理時(shí)，放電點(diǎn)極小，時(shí)間短，無退火及變形。經(jīng)強(qiáng)化后的模具，無論在耐熱性，耐蝕性，紅硬性及耐磨方面，都有很好的成效。

國外出現(xiàn)的一種氧氮表面擴(kuò)散法即模具在真空下，在5400C溫度下加熱4小時(shí)，并通入氨氣，接著添加丙烷及二氧化碳，直到形成0.03毫米深度的氧化鐵，氮化鐵及碳化鐵為止，經(jīng)600℃溫度處理后，其表面硬度達(dá)到HV750。在氮化處理方面，以氣體軟氮化為最好，經(jīng)處理后的模具有較高的表面硬度，耐磨性及沖擊韌性。其化合層致密，提高了模具抗擦傷，抗咬合，抗粘模和耐腐蝕能力。此外氣體軟氮化的生產(chǎn)周期短，易返修、設(shè)備簡單、操作方便。

3. 7采用良好的操作規(guī)范

操作規(guī)范中首要的問題是生產(chǎn)前模具的預(yù)熱。模具中應(yīng)力的大小與模具的溫度梯度成正比，因此適當(dāng)?shù)靥岣哳A(yù)熱溫度是能夠理解的。但是過高的預(yù)熱溫度使型腔的表面接觸溫度也高，有損材料的屈服強(qiáng)度，對(duì)模具的抗熱疲勞性能是不利的。此外模具在服役過程中，始終保持處于熱平衡狀態(tài)，己成為提高模具壽命，增加生產(chǎn)效率和保證鑄件的致密性方面的重要手段：對(duì)于冷卻水道的布置以及熱油加熱、冷卻控制設(shè)備的應(yīng)用，首先以測出模具溫度場的分布作為依據(jù)。采用熱電模似法測出等溫線的分布規(guī)律仍有其實(shí)用價(jià)值，它是在熱電物理現(xiàn)象彼此相似的理論基礎(chǔ)上而被采用的。在穩(wěn)定的條件下，也就是說，在溫度場中的溫度與電場中的電位不隨時(shí)間變化的條件下，固體的導(dǎo)熱現(xiàn)象與直流電路中導(dǎo)體的導(dǎo)電現(xiàn)象，都可以用同一個(gè)拉普拉斯微分方程式描述。根據(jù)相似理論，如果兩種不同的物理現(xiàn)象，都可以用一個(gè)微分方程式描述，并且實(shí)現(xiàn)邊界條件，幾何條件與物理量相似，如電場中的電壓、電阻，電流與溫度場中的溫差、熱阻、熱流彼此相似，那么就可以在電模型上模擬熱原件上的傳熱現(xiàn)象出來，對(duì)生產(chǎn)起到指導(dǎo)性作用。操作過程中的節(jié)奏性和連續(xù)性，再加上模具溫控裝置的配合使用，都可為保持模具最佳的熱平衡狀態(tài)創(chuàng)造條件。

3．8保證壓鑄模具的加工質(zhì)量

壓鑄模具在磨削加工過程中由于砂輪的不夠鋒利，引起摩擦熱，會(huì)引起表面出現(xiàn)磨削裂紋。此外由于磨削應(yīng)力的存在，也會(huì)降低壓鑄模具的熱疲勞能力。

型腔表面，特別是澆道表面光潔度不高或者型面有少量擦傷及劃線痕跡處，都是裂紋源。模具鑲塊與套板之間的配合精度選用不當(dāng)，或者由于過松影響熱傳導(dǎo)效率或者由于過緊，產(chǎn)生予應(yīng)力而使套板碎裂。模具與機(jī)器之間安裝精度，包括平行度與垂直度，皆可能影響導(dǎo)向件的過早磨損。對(duì)于用電火花加工的模具應(yīng)用日廣的今天，在加工過程中，由于局部高溫形成表層下的回火區(qū)。該區(qū)在組織上及化學(xué)成分與基體不同，硬度高，再加上表面存在著殘余應(yīng)力，加工后型面易形成細(xì)微裂紋，有必要進(jìn)行拋光處理。

3．9 模具磨損后后道工序的處理

采用電火花碳化鎢表面強(qiáng)化工藝，乃是一項(xiàng)減少表面沖蝕，防止金屬與模面咬合，提高使用壽命的有效途徑之一。此法既可作為修復(fù)模具的手段，也可在新模具正式投入使用前，對(duì)型腔，型芯，澆注系統(tǒng)部分工況條件特別差的部位，進(jìn)行有選擇性的表面強(qiáng)化處理。國內(nèi)已設(shè)計(jì)并研制成功低壓等離子噴涂機(jī)組，可將工件置于低壓真空條件下進(jìn)行等離子噴涂，使工件獲得高強(qiáng)度，耐高溫，耐腐蝕等特殊涂層。

3．10采用相應(yīng)的輔助性措施加速壓鑄摸具生產(chǎn)

推廣壓鑄模具加工新技術(shù)，以縮短生產(chǎn)周期，乃是當(dāng)務(wù)之急。

其中首推電火花加工，其優(yōu)點(diǎn)是：

1)不論何種材料，只要是導(dǎo)電體，也不論硬度有多高，均能加工。

2)加工也可在熱處理后進(jìn)行，基本上解決了變形問題。

3)有精度較高的表面，減少鉗加工工作量。

4)壓鑄模具形狀愈復(fù)雜，愈能體現(xiàn)出其優(yōu)越性。

5)復(fù)雜凹模不必采用鑲拼結(jié)構(gòu)，而采用了整體，節(jié)約了設(shè)計(jì)，制造，裝配工作量，對(duì)于鑄件的外觀質(zhì)量也有保證。問題是鏤蝕的速度較慢，可采用先機(jī)械粗加工后進(jìn)行。

型腔冷擠或溫?cái)D成型，能達(dá)到較高的表而光潔度，流線沿輪廓分布，不遭切割，型腔表面加工硬化，提高了耐磨性。

翻模法在以銅合金材料制成的鑲塊模具中仍不失為以數(shù)量頂住不斷損耗的方法。

陶瓷型精密鑄造法，由于模具型腔表面的迅速冷卻，晶粒及細(xì)小碳化物的均勻分布，與鍛鋼相比，在抗彎強(qiáng)度、耐磨性、熱穩(wěn)定性、耐熱疲勞及裂紋擴(kuò)展性能以及壓縮條件下的彈性極限都好，就是塑性及韌性較差，用于壓鑄模生產(chǎn)，如在控制尺寸精度方面有所突破，有其發(fā)展前景。

3 .11建立全面質(zhì)量管理制度

模具在生產(chǎn)及使用過程中貫徹執(zhí)行全面質(zhì)量管理獲得模具質(zhì)量信息的重要手段，其中以PDCA四階段制卓著成效。四階段制的具體內(nèi)容：

1)計(jì)劃(Plan)—充分調(diào)查模具工作條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，選材和制訂工藝；

2)實(shí)施(Do)—根據(jù)設(shè)計(jì)，通過冷熱加工工序，制成模具；

3)檢(Check)通過模具成品檢驗(yàn)和使用中的考驗(yàn)，檢查與分析模具是否符合使用要求；

4)處理(Action）—根據(jù)檢查分析結(jié)果和使用者的意見，采取相應(yīng)措施，同時(shí)把有關(guān)信息反饋到模具設(shè)計(jì)和加工部門，保證下一次設(shè)計(jì)制造中得到充分反映。

全面質(zhì)量管理中另一個(gè)重要環(huán)節(jié)是建立模具技術(shù)卡片制，日常記錄模具的生產(chǎn)對(duì)象、工作條件，修復(fù)次數(shù)、破壞形式及使用壽命，摸索出失效的規(guī)律性。

保證生產(chǎn)的均衡性，是從管理角度來說的一個(gè)重要方面，均衡生產(chǎn)，能使每付模具的負(fù)荷保持均勻，避免前松后緊或前緊后松現(xiàn)象，這樣對(duì)于防止積壓和浪費(fèi)、縮短生產(chǎn)周期，降低鑄件成本，建立正常的生產(chǎn)秩序和保證安全生產(chǎn)各方面都是有利的。

3．12實(shí)現(xiàn)模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化中包括通用模架，通用模座以及組合模具在內(nèi)，這樣為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的快換摸具裝置創(chuàng)造條件。模具零部件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化后，對(duì)減少設(shè)計(jì)工作量，縮短生產(chǎn)周期，加速模具周轉(zhuǎn)、模具互換利用，節(jié)約鋼材等方面都體現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。