如何有效提高压铸模具的寿命（下）

3．6模具高能量密度表面强化处理

高能量密度表面强化是材料表面施加极高的能量，使之发生物理化学变化，以达到强化的目的。其主要特点是：工序简单，过程迅速，零件变形小，生产效率高。其中以采用电火花表面强化工艺乃是一项减少表面冲蚀，防止金属与模面咬合，提高使用寿命的有效途径之一。其原理系利用脉冲电路的充分放电原理，将硬质合金制成的电极(Y68)，接通电源的正极，金属工件接通电源的负极，二者在空气中作周期性地接触，引起气隙放电，形成火花与高温。在高温作用下，碳化钨从电极上升华释放，在工件的表面产生并完成一系列包括：重熔，沉识，扩散、化合及淬硬的过程，使被涂复的工件表面形成一层成分均匀，结构致密，高硬度的碳化钨沉积层。强化层与基体结合牢固，耐冲击，不剥落。强化处理时，放电点极小，时间短，无退火及变形。经强化后的模具，无论在耐热性，耐蚀性，红硬性及耐磨方面，都有很好的成效。

国外出现的一种氧氮表面扩散法即模具在真空下，在5400C温度下加热4小时，并通入氨气，接着添加丙烷及二氧化碳，直到形成0.03毫米深度的氧化铁，氮化铁及碳化铁为止，经600℃温度处理后，其表面硬度达到HV750。在氮化处理方面，以气体软氮化为最好，经处理后的模具有较高的表面硬度，耐磨性及冲击韧性。其化合层致密，提高了模具抗擦伤，抗咬合，抗粘模和耐腐蚀能力。此外气体软氮化的生产周期短，易返修、设备简单、操作方便。

3. 7采用良好的操作规范

操作规范中首要的问题是生产前模具的预热。模具中应力的大小与模具的温度梯度成正比，因此适当地提高预热温度是能够理解的。但是过高的预热温度使型腔的表面接触温度也高，有损材料的屈服强度，对模具的抗热疲劳性能是不利的。此外模具在服役过程中，始终保持处于热平衡状态，己成为提高模具寿命，增加生产效率和保证铸件的致密性方面的重要手段：对于冷却水道的布置以及热油加热、冷却控制设备的应用，首先以测出模具温度场的分布作为依据。采用热电模似法测出等温线的分布规律仍有其实用价值，它是在热电物理现象彼此相似的理论基础上而被采用的。在稳定的条件下，也就是说，在温度场中的温度与电场中的电位不随时间变化的条件下，固体的导热现象与直流电路中导体的导电现象，都可以用同一个拉普拉斯微分方程式描述。根据相似理论，如果两种不同的物理现象，都可以用一个微分方程式描述，并且实现边界条件，几何条件与物理量相似，如电场中的电压、电阻，电流与温度场中的温差、热阻、热流彼此相似，那么就可以在电模型上模拟热原件上的传热现象出来，对生产起到指导性作用。操作过程中的节奏性和连续性，再加上模具温控装置的配合使用，都可为保持模具最佳的热平衡状态创造条件。

3．8保证压铸模具的加工质量

压铸模具在磨削加工过程中由于砂轮的不够锋利，引起摩擦热，会引起表面出现磨削裂纹。此外由于磨削应力的存在，也会降低压铸模具的热疲劳能力。

型腔表面，特别是浇道表面光洁度不高或者型面有少量擦伤及划线痕迹处，都是裂纹源。模具镶块与套板之间的配合精度选用不当，或者由于过松影响热传导效率或者由于过紧，产生予应力而使套板碎裂。模具与机器之间安装精度，包括平行度与垂直度，皆可能影响导向件的过早磨损。对于用电火花加工的模具应用日广的今天，在加工过程中，由于局部高温形成表层下的回火区。该区在组织上及化学成分与基体不同，硬度高，再加上表面存在着残余应力，加工后型面易形成细微裂纹，有必要进行抛光处理。

3．9 模具磨损后后道工序的处理

采用电火花碳化钨表面强化工艺，乃是一项减少表面冲蚀，防止金属与模面咬合，提高使用寿命的有效途径之一。此法既可作为修复模具的手段，也可在新模具正式投入使用前，对型腔，型芯，浇注系统部分工况条件特别差的部位，进行有选择性的表面强化处理。国内已设计并研制成功低压等离子喷涂机组，可将工件置于低压真空条件下进行等离子喷涂，使工件获得高强度，耐高温，耐腐蚀等特殊涂层。

3．10采用相应的辅助性措施加速压铸摸具生产

推广压铸模具加工新技术，以缩短生产周期，乃是当务之急。

其中首推电火花加工，其优点是：

1)不论何种材料，只要是导电体，也不论硬度有多高，均能加工。

2)加工也可在热处理后进行，基本上解决了变形问题。

3)有精度较高的表面，减少钳加工工作量。

4)压铸模具形状愈复杂，愈能体现出其优越性。

5)复杂凹模不必采用镶拼结构，而采用了整体，节约了设计，制造，装配工作量，对于铸件的外观质量也有保证。问题是镂蚀的速度较慢，可采用先机械粗加工后进行。

型腔冷挤或温挤成型，能达到较高的表而光洁度，流线沿轮廓分布，不遭切割，型腔表面加工硬化，提高了耐磨性。

翻模法在以铜合金材料制成的镶块模具中仍不失为以数量顶住不断损耗的方法。

陶瓷型精密铸造法，由于模具型腔表面的迅速冷却，晶粒及细小碳化物的均匀分布，与锻钢相比，在抗弯强度、耐磨性、热稳定性、耐热疲劳及裂纹扩展性能以及压缩条件下的弹性极限都好，就是塑性及韧性较差，用于压铸模生产，如在控制尺寸精度方面有所突破，有其发展前景。

3 .11建立全面质量管理制度

模具在生产及使用过程中贯彻执行全面质量管理获得模具质量信息的重要手段，其中以PDCA四阶段制卓著成效。四阶段制的具体内容：

1)计划(Plan)—充分调查模具工作条件进行设计，选材和制订工艺；

2)实施(Do)—根据设计，通过冷热加工工序，制成模具；

3)检(Check)通过模具成品检验和使用中的考验，检查与分析模具是否符合使用要求；

4)处理(Action）—根据检查分析结果和使用者的意见，采取相应措施，同时把有关信息反馈到模具设计和加工部门，保证下一次设计制造中得到充分反映。

全面质量管理中另一个重要环节是建立模具技术卡片制，日常记录模具的生产对象、工作条件，修复次数、破坏形式及使用寿命，摸索出失效的规律性。

保证生产的均衡性，是从管理角度来说的一个重要方面，均衡生产，能使每付模具的负荷保持均匀，避免前松后紧或前紧后松现象，这样对于防止积压和浪费、缩短生产周期，降低铸件成本，建立正常的生产秩序和保证安全生产各方面都是有利的。

3．12实现模具零部件的标准化

标准化中包括通用模架，通用模座以及组合模具在内，这样为实现先进的快换摸具装置创造条件。模具零部件实现标准化后，对减少设计工作量，缩短生产周期，加速模具周转、模具互换利用，节约钢材等方面都体现出独特的优点。