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压铸模具材料的性能要求
发布时间：<font color="#15.07.27& 新闻来源： & 浏览次数：
& & & 压铸模的使用寿命与压铸模的材质密切相关。压铸模零部件主要分为与金属液接触的零部件、滑动配合零部件和模架结构零件。压铸模型腔与浇道等部件在金属的压力铸造生产过程中，直接与高温、高压、高速的金属液相接触。一方面受到金属液的直接冲刷、磨损、高温氧化和各种腐蚀：另一方面由于生产的高效率，模具温度的升高和降低非常剧烈，并形成周期性的变化。因此，压铸模用钢要求有较高的热疲劳抗力，导热性及良好的耐磨性、耐蚀性和高温力学性能。
& & & 压铸模具的选材，主要依据浇铸金属的温度以及浇铸金属的种类而定。温度越高，压铸模具的破坏及磨损越严重。由于压铸模的各部件在不同条件下工作，受到浇铸金属的冲击和磨损也不同，因此对压铸模硬度要求应根据零件的用途以及浇铸金属的不同而有所区别。例如，对磨损较严重的部件，应具有更高的硬度;对在受热条件下工作的零件，应具有较高的热疲劳性能和高温性能。表一1是某厂对压铸模的硬度要求，可供参考。各厂要求的硬度不同，应根据具体情况而定。典型模具的材料性能要求有哪些_百度知道
典型模具的材料性能要求有哪些
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除应具有高的硬度、强度、耐磨性和韧性外、红硬性，要硬度高、抗冲击强度大。对于热作模具钢来说、淬火变形量小、耐磨性能高、足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能对于冷冲模具来说，还应具有良好的高温强度。对于压铸模用钢，还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹，以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性，此外还要求具有较高的淬透性，以保证整个截面具有一致的力学性能
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压铸常用材料及生产常见问题
　　机械工程师在选择压铸材料时，应当根据产品的作用性能、工艺性能、生产条件、经济性以及压铸材料的特点等各种因素，合理选择正确的压铸材料。常用的机械零件压铸材料包括铝合金、锌合金和镁合金等。　　铝合金是目前应用最多的压铸材料，广泛应用于汽车工业、摩托车工业、航空航天等。铝合金的特点如下：　　(1)铝合金的密度较小，仅为铁、铜、锌的1/3左右，比强度和比刚度高是其突出优点。　　(2)铝合金具有良好的导电、导热性能。　　(3)铝合金抗氧化腐蚀性能好。在空气中，铝的表面容易生成一层致密的三氧化二硫氧化膜，能阻止进一步被氧化。　　(4)铝合金具有良好的压铸性能。铝合金压铸工艺简单，成形及切削加工性能良好，具有较高的力学性能及耐蚀性，是代替钢铁铸件最具潜力的合金。　　(5)铝合金的高温力学性能很好，在低温下工作时同样保持良好的力学性能。　　(6)铝合金的缺点是容易在最后凝固处产生大的集中缩孔。此外，铝合金与铁有很强的亲和力，易粘模，应在冷室压铸机上压。　　锌合金也比较常见，锌合金的特点如下：　　(1)锌合金具有优良的铸造性能、力学性能、韧性，在传统的机械件、五金件、锁具、玩具等行业应用很广。　　(2)锌合金具有优良的电和热传导性能、良好的振动阻尼特性、良好的电磁屏蔽性能’在电子、电信、家电产品上应用不断增长。　　(3)锌合金是一种通用、可靠、低成本的材料，易于压铸生产。锌合金具有良好的压铸性能，因此更容易压铸形状复杂、薄壁、尺寸精度高的产品。由于锌合金的薄壁铸造性能，可实现产品轻量化和降低成本的要求。　　(4)与铝合金和镁合金相比，锌合金具有较高的抗拉强度、屈服强度、冲击韧度和硬度、较好的伸长率。　　(5)锌合金压铸件表面非常光滑，可不作表面处理直接使用，同时也比较容易进行各种表面处理，如抛光、电镀、喷涂等，以获得更佳的表面质量。　　(6)锌合金熔点低，在385℃熔化，相比于铝合金和镁合金，锌合金最容易压铸成形。　　(7)耐蚀性差。当锌合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，将会逐渐老化而发生变形，表现为体积胀大、力学性能(特别是塑性)显著下降，时间长了就会破裂。　　(8)时效性。使用时间过长，锌合金压铸件的形状和尺寸会稍有变化。　　(9)锌合金不宜在高温和低温的工作环境下使用。锌合金在常温下具有良好的力学性能，但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。锌合金容易老化，这是锌合金的应用范围受到限制的主要原因。锌合金的工作温度范围较窄，温度低于一1
0℃时，其冲击韧度急剧降低，温度升高时，力学性能下降，且易发生蠕变，因此，受力零件的温度一般不超过lOOC。严格控制锌合金原材料的纯度和熔炼艺艺过程，在锌合金中添加少量的Mg和适量的Cu，可以减轻或消除老化现象及改善切削加工性能。　　还有一种就是镁合金，镁合金的特点如下：　　(1)镁合金被称为“2
1世纪的绿色工程材料”，其密度为铝合金的2/3、钢铁的1/4，但比强度和比刚度均优于铝合金和钢铁，远远高于工程塑料，是一种优良、轻质的结构材料。　　(2)镁合金具有良好的能量吸收及振动吸收特性，用于产品外壳可以减少噪声传递，用于运动零部件可吸收振动，延长零件使用寿命。　　(3)具有良好的电磁屏蔽性，可以提供电子产品的防电磁辐射性。　　(4)刚性好，耐冲击。　　(5)延展性好，易成形，可使产品设计具有灵活性，提升产品档次。　　(6)镁合金熔点低，使得低温变形小，尺寸精度高，有利于一次开模成形;与铁的亲和力小，对模具的粘附现象小，有利于提高生产率和模具寿命;而且镁合金良好的流动性能有利于复杂件和细小件的生产。　　(7)机械加工性能最好，所需切削力小、切削效果好、刀具使用寿命长。　　(8)散热性好，仅次于铝合金。　　(9)尺寸稳定性好，环境温度和时间变化对尺寸的影响小。　　(10)可100%再生。　　(11)镁合金在空气中易氧化，镁合金压铸件成形后必须经过表面处理，提高耐蚀性，改善零件表面质量。常用的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化等。同理镁合金有高温脆性大、热裂倾向大的缺点。　　常见问题及解决办法：　　1、【锤头卡死】　　要想避免锤头卡死，可以从两方面着手：1、在生产中，常测量温度，避免锤头、司筒温度过高造成锤头卡死;2、材料的使用，应选择优质的合金材料，避免杂质的渗入，在投放回料的时候，也要注意不要让杂质混入，这样才能避免杂质黏着在锤头上，造成锤头卡死。　　2、【压射头卡在鹅颈】　　遇到锤头卡死的问题，首先等到设备都处于常温状态，尝试转动锤头。如果转不动，那就采用换司筒的方式解决问题，将锤头取出。如果想很快的解决卡死问题，最快的办法就是换料壶。　　3、【压铸机打料时，常常会出现打几十模，料就打不出的情况，常要等几分钟后方可打料】　　一般遇到这类情况，应该是射咀头或咀身堵住了。这时，观察下料头顶端是否没有亮点，如果全是断面灰色，就说明堵咀了。解决方案如下：1、将射咀温度适应调高;2、打离咀情况时间调低0.1到0.2秒;3、定模冷却水稍稍关小点。　　4、【压铸薄壁件产品时易开裂】　　可以从以下几点去分析：1、材料可能有问题，压铸件材料的使用，尽量控制废料的比例不要超过30%;2、模具开设不好，一是顶出力不平衡;二是冷却水的开设不合理导致模具温度不均衡，单是充填流动不合理。3、工艺参数选择不当，工艺参数问题主要在留魔时间和顶出延时时间上出错，留模时间不宜长，每mm壁厚3s左右;顶出延时不能长，一般0.5-2s。　　5、【ADC14材料压铸加工时反馈材料偏硬，易磨损刀具的情况】　　解决这个问题，可以从以下几点看入：1、最关键是才来哦的成分内不容许有杂质产生，也就是说硬质点，最好全部应新的原始材料配比，不能用再生材料，特别是S1元素的品质要好;2、应该采用专门为这些比较硬的合金而生产的宝石刀片，一般使用寿命有7天左右。　　6、【疑惑为啥有些铝压铸件在磨光时会有黑斑?】　　一原因有几种：可能是氧化矽或氧化铝锭解决问题。但最大可能性来自于脱模剂，喷太多脱模剂或脱模剂的有机物含量过高。这些有机物在热溶铝的温度下，有些被还原成碳元素，有些变成有机大分子聚合物。碳分子和聚合物混合，在铝铸件形成时，被包含在表层成为我们看见到的黑斑。所以减少喷涂剂的浓度，改用别的喷涂剂;或加长喷涂后的吹风时间。　　7、【在压铸过程中，有时出现金属外溅的情况】　　为什么有时出现金属外溅的情况?原因可能有几种：动、定模间合模不严密，两者的间隙较大;或锁模力不够造成金属外溅;或是压铸机动、定模安装不平行造成;或是支板跨度大，压射力致使套板变形，产生喷料。碰到以上原因可以通过以下调试解决外溅的情况：重新安装模具;加大锁模力：调整压铸机，使动、定模安装板相互保持平行;在动模上增加支板，增加套板的刚度。　　8、【铝压铸的孔内加工，为什么不能超过0.25mm?】　　为了适合压铸，人们在压铸用的铝合金内加了很多硅。铝合金在模具内凝结时，这些硅会浮到表面上，形成一层硅膜硬度非常硬、非常耐磨，一些OEM设计师就利用这个特性，将压铸件的孔内表面直接设计为轴承面。这个硅表面层，一般只有0.2到0.9mm的厚度。加工太多，这个轴承面的寿面就会缩短。　　9、【压铸件阳极氧化后有花纹产生的原因有哪些?】　　1、目前主要还是喷涂、压射油散布不均匀，在局部聚齐，而导致表层铝合金成分异常或出现冷隔花斑，所以出现了氧化后花纹的现象;氧化花纹的纹路与压铸件上的纹路基本上是一致。2、因为高速切换位置不适当，导致产生欠铸，氧化后会有花纹。3、教科书上说氧化槽铜离子含量过高，也是产生花纹，但这种情况很少见。　　10、【压铸模具粘料】　　压铸模具粘料了怎么办呢?首先检查模温是否正常，适降低合金液浇注温度和模具温度;2、检查脱模剂配比是否异常，尝试更换脱模剂，调试喷涂位置表面进行抛光，对已氮化过的模具，慎重抛光，防止破坏掉表面的氮化层，形成越抛越粘的情况;4、改进浇注系统设计结构，避免合金液持续冲刷型腔壁或型芯;5、修改模具冷却系统;6、调整压铸工艺参数，适当降低压射速度，缩短二速行程。　　机械工程师在选择压铸材料时，应当根据产品的作用性能、工艺性能、生产条件、经济性以及压铸材料的特点等各种因素，合理选择正确的压铸材料。常用的机械零件压铸材料包括铝合金、锌合金和镁合金等。　　铝合金是目前应用最多的压铸材料，广泛应用于汽车工业、摩托车工业、航空航天等。铝合金的特点如下：　　(1)铝合金的密度较小，仅为铁、铜、锌的1/3左右，比强度和比刚度高是其突出优点。　　(2)铝合金具有良好的导电、导热性能。　　(3)铝合金抗氧化腐蚀性能好。在空气中，铝的表面容易生成一层致密的三氧化二硫氧化膜，能阻止进一步被氧化。　　(4)铝合金具有良好的压铸性能。铝合金压铸工艺简单，成形及切削加工性能良好，具有较高的力学性能及耐蚀性，是代替钢铁铸件最具潜力的合金。　　(5)铝合金的高温力学性能很好，在低温下工作时同样保持良好的力学性能。　　(6)铝合金的缺点是容易在最后凝固处产生大的集中缩孔。此外，铝合金与铁有很强的亲和力，易粘模，应在冷室压铸机上压。　　锌合金也比较常见，锌合金的特点如下：　　(1)锌合金具有优良的铸造性能、力学性能、韧性，在传统的机械件、五金件、锁具、玩具等行业应用很广。　　(2)锌合金具有优良的电和热传导性能、良好的振动阻尼特性、良好的电磁屏蔽性能’在电子、电信、家电产品上应用不断增长。　　(3)锌合金是一种通用、可靠、低成本的材料，易于压铸生产。锌合金具有良好的压铸性能，因此更容易压铸形状复杂、薄壁、尺寸精度高的产品。由于锌合金的薄壁铸造性能，可实现产品轻量化和降低成本的要求。　　(4)与铝合金和镁合金相比，锌合金具有较高的抗拉强度、屈服强度、冲击韧度和硬度、较好的伸长率。　　(5)锌合金压铸件表面非常光滑，可不作表面处理直接使用，同时也比较容易进行各种表面处理，如抛光、电镀、喷涂等，以获得更佳的表面质量。　　(6)锌合金熔点低，在385℃熔化，相比于铝合金和镁合金，锌合金最容易压铸成形。　　(7)耐蚀性差。当锌合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，将会逐渐老化而发生变形，表现为体积胀大、力学性能(特别是塑性)显著下降，时间长了就会破裂。　　(8)时效性。使用时间过长，锌合金压铸件的形状和尺寸会稍有变化。　　(9)锌合金不宜在高温和低温的工作环境下使用。锌合金在常温下具有良好的力学性能，但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。锌合金容易老化，这是锌合金的应用范围受到限制的主要原因。锌合金的工作温度范围较窄，温度低于一1
0℃时，其冲击韧度急剧降低，温度升高时，力学性能下降，且易发生蠕变，因此，受力零件的温度一般不超过lOOC。严格控制锌合金原材料的纯度和熔炼艺艺过程，在锌合金中添加少量的Mg和适量的Cu，可以减轻或消除老化现象及改善切削加工性能。　　还有一种就是镁合金，镁合金的特点如下：　　(1)镁合金被称为“2
1世纪的绿色工程材料”，其密度为铝合金的2/3、钢铁的1/4，但比强度和比刚度均优于铝合金和钢铁，远远高于工程塑料，是一种优良、轻质的结构材料。　　(2)镁合金具有良好的能量吸收及振动吸收特性，用于产品外壳可以减少噪声传递，用于运动零部件可吸收振动，延长零件使用寿命。　　(3)具有良好的电磁屏蔽性，可以提供电子产品的防电磁辐射性。　　(4)刚性好，耐冲击。　　(5)延展性好，易成形，可使产品设计具有灵活性，提升产品档次。　　(6)镁合金熔点低，使得低温变形小，尺寸精度高，有利于一次开模成形;与铁的亲和力小，对模具的粘附现象小，有利于提高生产率和模具寿命;而且镁合金良好的流动性能有利于复杂件和细小件的生产。　　(7)机械加工性能最好，所需切削力小、切削效果好、刀具使用寿命长。　　(8)散热性好，仅次于铝合金。　　(9)尺寸稳定性好，环境温度和时间变化对尺寸的影响小。　　(10)可100%再生。　　(11)镁合金在空气中易氧化，镁合金压铸件成形后必须经过表面处理，提高耐蚀性，改善零件表面质量。常用的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化等。同理镁合金有高温脆性大、热裂倾向大的缺点。　　常见问题及解决办法：　　1、【锤头卡死】　　要想避免锤头卡死，可以从两方面着手：1、在生产中，常测量温度，避免锤头、司筒温度过高造成锤头卡死;2、材料的使用，应选择优质的合金材料，避免杂质的渗入，在投放回料的时候，也要注意不要让杂质混入，这样才能避免杂质黏着在锤头上，造成锤头卡死。　　2、【压射头卡在鹅颈】　　遇到锤头卡死的问题，首先等到设备都处于常温状态，尝试转动锤头。如果转不动，那就采用换司筒的方式解决问题，将锤头取出。如果想很快的解决卡死问题，最快的办法就是换料壶。　　3、【压铸机打料时，常常会出现打几十模，料就打不出的情况，常要等几分钟后方可打料】　　一般遇到这类情况，应该是射咀头或咀身堵住了。这时，观察下料头顶端是否没有亮点，如果全是断面灰色，就说明堵咀了。解决方案如下：1、将射咀温度适应调高;2、打离咀情况时间调低0.1到0.2秒;3、定模冷却水稍稍关小点。　　4、【压铸薄壁件产品时易开裂】　　可以从以下几点去分析：1、材料可能有问题，压铸件材料的使用，尽量控制废料的比例不要超过30%;2、模具开设不好，一是顶出力不平衡;二是冷却水的开设不合理导致模具温度不均衡，单是充填流动不合理。3、工艺参数选择不当，工艺参数问题主要在留魔时间和顶出延时时间上出错，留模时间不宜长，每mm壁厚3s左右;顶出延时不能长，一般0.5-2s。　　5、【ADC14材料压铸加工时反馈材料偏硬，易磨损刀具的情况】　　解决这个问题，可以从以下几点看入：1、最关键是才来哦的成分内不容许有杂质产生，也就是说硬质点，最好全部应新的原始材料配比，不能用再生材料，特别是S1元素的品质要好;2、应该采用专门为这些比较硬的合金而生产的宝石刀片，一般使用寿命有7天左右。　　6、【疑惑为啥有些铝压铸件在磨光时会有黑斑】　　一原因有几种：可能是氧化矽或氧化铝锭解决问题。但最大可能性来自于脱模剂，喷太多脱模剂或脱模剂的有机物含量过高。这些有机物在热溶铝的温度下，有些被还原成碳元素，有些变成有机大分子聚合物。碳分子和聚合物混合，在铝铸件形成时，被包含在表层成为我们看见到的黑斑。所以减少喷涂剂的浓度，改用别的喷涂剂;或加长喷涂后的吹风时间。　　7、【在压铸过程中，有时出现金属外溅的情况】　　为什么有时出现金属外溅的情况?原因可能有几种：动、定模间合模不严密，两者的间隙较大;或锁模力不够造成金属外溅;或是压铸机动、定模安装不平行造成;或是支板跨度大，压射力致使套板变形，产生喷料。碰到以上原因可以通过以下调试解决外溅的情况：重新安装模具;加大锁模力：调整压铸机，使动、定模安装板相互保持平行;在动模上增加支板，增加套板的刚度。　　8、【铝压铸的孔内加工，为什么不能超过0.25mm】　　为了适合压铸，人们在压铸用的铝合金内加了很多硅。铝合金在模具内凝结时，这些硅会浮到表面上，形成一层硅膜硬度非常硬、非常耐磨，一些OEM设计师就利用这个特性，将压铸件的孔内表面直接设计为轴承面。这个硅表面层，一般只有0.2到0.9mm的厚度。加工太多，这个轴承面的寿面就会缩短。　　9、【压铸件阳极氧化后有花纹产生的原因有哪些】　　1、目前主要还是喷涂、压射油散布不均匀，在局部聚齐，而导致表层铝合金成分异常或出现冷隔花斑，所以出现了氧化后花纹的现象;氧化花纹的纹路与压铸件上的纹路基本上是一致。2、因为高速切换位置不适当，导致产生欠铸，氧化后会有花纹。3、教科书上说氧化槽铜离子含量过高，也是产生花纹，但这种情况很少见。　　10、【压铸模具粘料】　　压铸模具粘料了怎么办呢?首先检查模温是否正常，适降低合金液浇注温度和模具温度;2、检查脱模剂配比是否异常，尝试更换脱模剂，调试喷涂位置表面进行抛光，对已氮化过的模具，慎重抛光，防止破坏掉表面的氮化层，形成越抛越粘的情况;4、改进浇注系统设计结构，避免合金液持续冲刷型腔壁或型芯;5、修改模具冷却系统;6、调整压铸工艺参数，适当降低压射速度，缩短二速行程。
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压铸模具材料的性能分析与合理选用
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&&为了在生产中根据压铸模具的工作条件和失效形式选用合适的模具材料,简要介绍了压铸模具材料的性能要求和典型压铸模具用钢,指出合理的选材能够有效提高压铸模具的使用寿命。
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压铸工艺及模具材料的发展
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