精密热芯盒铸造模具是一种先进的机械零件液态成形技术,具有工艺适用性好、工艺出品率高、劳动条件较好等优点,其生产出的挤压铸件致密度高、组织均匀、无内部缩孔和气孔、力学性能与模锻相当,可用于各种有色合金,并能成形复杂零件,是一种很有发展前途的工艺方法。在挤压铸造生产过程中,热芯盒设计模具材料的选择以及模具的热处理对铸件的质量和模具的寿命有着重要的影响,要求模具材料:①高温下具有较高的强度,硬度、耐磨性和适当的塑性,并在长期的冷却加热工作过程.中,组织与性能保持稳定;②具有良好的抗热疲劳性能,有良好的抗裂纹扩展能力;③高温下不易氧化,能抵抗液态金属的粘焊和熔蚀;④导热性好,热膨胀系数小。
典型的精密热芯盒铸造模具用钢3Cr2W8V钢用作铝合金和镁合金挤压型腔零件,一般是采用调质处理,再经表面氮化工艺。也可对其采用分级淬火工艺,来获得变形量小、又均质高硬度的型腔零件。采用分级淬火工艺可使热处理变形明显减少,无需再进行精加工即可直接使用。也可以在分级淬火后,经表面化学热处理后再使用。此种处理的热芯盒设计模具零件可以获得较高的使用寿命。3Cr2W8V钢用作铜合金和黑色金属挤压型腔零件,一般要选取含碳量低的(≤0.35%C)炉号,采用淬火加高温回火热处理工艺。淬火温度最好选取1 100~1 150 C ,硬度控制在38~42 HRC之间,此种模具的型腔表面不采用氮化等表面处理。
当技术改造投资向大中型企业倾斜时,中小企业的投资无法得到保证。该精密热芯盒模具适合中小企业组织生产,它包括制品厂的模具车间和分厂。技术改造后,投资回收速度不快,甚至债务重债,发展受到影响。设备条件好,热芯盒设计模具生产水平高,虽然大多数产品厂的模具车间和分厂技术力量强,但设备利用率低。
精铸件生产中经常使用原砂精密热芯盒覆膜砂,因此对原砂的质量要求较高,有时有特殊要求。尽管圆形晶粒形状好,但在良好的设备、工艺和其它材料的情况下,具有稍差晶粒形状的原砂也可产生高质量的热芯盒设计覆膜砂。砂粒表面无缺陷,Si02含量高,其中无云母等毛状颗粒。建议用图像分析仪测量原砂的颗粒形状。泥浆含量应控制在0.2%以下。建议采用摩擦脱泥工艺。试验结果表明,在适当的粒径分布下,强度可提高10%-15%。