新型模具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,模具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。
铸造黑色金属用秦皇岛新型模具材料钢和铸铁的浇注温度约在1 300~1 600 C之间,因此,模具零件多采用铬钨钒或铬钼钒等模具钢,并经调质处理。若模具尺寸精度要求不高,也可采用低碳钢。黑色金属用模具的寿命一般只有几百次到儿千次,冲头和型芯的寿命则更短。最为常用的3Cr2W8V钢由于其热疲劳抗力差,使用寿命很低。新型模具模具的低寿命已成为黑色金属挤压铸造中的难题 目前,国内外正在大力研究使用钼、钨或铌基难熔合金,铁、钴、镍基耐热合金以及其它材料。如钨基合金Anviloy 1150、MTZ钼基合金、镍基高温合金Inconel718、GH-761等几种合金也同样适用于挤压铸造黑色金属用模具材料。表1是挤压铸造型腔材料选择的情况。
国内新型模具覆膜砂已形成系列产品,按铸件材质不同,覆膜砂可分为铸铁覆膜砂、铸钢覆膜砂、有色轻金属覆膜砂和有色重金属覆膜砂。按覆膜砂的制造工艺及其产品特性可分为普通覆膜砂、高强度低膨胀低发气秦皇岛模具覆膜砂、耐高温覆膜砂、易溃散覆膜砂、激冷覆膜砂、湿态覆膜砂、离心铸造覆膜砂、特种性能覆膜砂等等。根据使用条件不同,对覆膜砂有不同的要求,所以针对性很强,必须按产品的特点、现场制芯工艺及设备情况配制覆膜砂。覆膜砂所用原辅材料 国内多数覆膜砂生产厂的产品质量不太稳定,这与原辅材料质量的稳定性有关。优质的覆膜砂生产,不仅应具有独特的配制工艺和先进的覆膜砂混制设备,还要求原辅材料质量好且稳定。
新型模具铸造模具的热处理铝,镁和锌等低熔点合金用挤压铸造模具的热处理一般选用热模工具钢作为模具材料,经调质处理后再进行氮化或氰化等表面处理。采用4Cr5MoSiV1钢制作模具时,也可采用近年来发展起来的真空热处理技术。使用结果表明,4Cr5MoSiV1钢比较适用于铝、镁和锌等合金的挤压模具设计模具,并能获得比3Cr2W8V钢更高的使用寿命。铜合金用挤压铸造 模具的热处理,对常用的模具钢3Cr2W8V钢主要进行调质处理,对模具还要进行渗氮处理以避免粘焊,但是渗氮后脆性增加,故需再进行高温回火。黑色金属用挤压铸造模具的热处理一般采用渗金属及三元共渗工艺,以提高模具的抗热疲劳性能。