新型覆膜砂铸造模具用钢4Cr5MoSiV1是一种空冷硬化的热作模具钢,与此相类似的牌号,美国为H13,日本为SKP61。近20年来,我国对4Cr5MoSiV1钢进行了比较系统的研究和推广工作, 4Cr5MoSiV1钢现已广泛用于制作锻造压力机模块、压铸模具、清远覆膜砂铸造模具等,取得了很好的使用效果。在4Cr5MoSiV1钢中添加铬可提高淬透性和抗氧化性,钼可提高钢的回火稳定性、热硬性和淬透性。钒形成稳定碳化物,以提高耐热性。所以此钢具有良好的耐热性、耐蚀性和淬透性。4Cr5MoSiV1540~650C。镁合金和铝合金用的挤压模具,对小型零件的硬度, -般选取HRC43~48,大零件的硬度取HRC38~43。热处理时要避免脱碳或渗碳,以免降低.抗热疲劳性能,采用两次回火可提高其韧性,氮化处理可提高表面硬度,但会增加热疲劳裂纹的可能性。
粘结剂热塑性酚醛树脂对不同材质及要求的铸件和制芯工艺,所用的新型覆膜砂覆膜砂应包括不同特性的酚醛树脂,如:对铸钢覆膜砂和铸铝覆膜砂,所用的酚醛树脂差异就很大。所以铸造用酚醛树脂应按铸件的材质和使用状态分类。国产树脂与原砂的润湿性能差,需较高的覆膜温度,国产树脂粘度也较高,要求混砂设备的动力消耗大,且易造成树脂膜分布不均,厚度不均,覆膜砂强度低,树脂加入量高。对覆膜砂设计覆膜砂所用的热塑性酚醛树脂要求内聚强度和附着强度要高,而在砂覆膜时树脂流动性(粘度低)要好。为了提高生产率,聚合速度(固化速度)要快,不仅要求发气量低而且要求有适宜的发气速度以及吸湿性要低和软化点适中等。特别要提到的是酚醛树脂中含有游离酚等有害气体,不利于环保,并有害工人健康,因此要求游离酚及有害气体要低。
挤压新型覆膜砂铸造模具铜合金用材料铜合金的浇注温度约为900~1 180 C,模具在工作过程中出现的粘焊、热疲劳裂纹、表面氧化等损坏比铝合金严重的多叫。目前模具清远覆膜砂材料主要采用3Cr2W8V等铬钨钒钢,并经调质处理,也可采用4Cr5MoSiV1钢。模具寿命一般在千次以上。对于冲头、型芯等受热、受力较大的零件,为提高其寿命,则可采用难熔金属。如钨基合金Anviloy 1150,其化学成分w为90% W.4% Mo、4% Ni和2% Fe,采用粉末冶金方法生产。由于钨合金熔点高,液态金属对其润湿性低、粘附性小,不易造成粘焊、熔蚀等模具损伤,并且钨合金在600C以上的高温性能高于钢,因此适用于铜合金用模具。与其类似的还有MTZ钼基合金、镍基高温合金Inconel718以及上海钢铁研究所研制的GH-761、GH 4145等难熔金属及高温合金。但是,使用难熔金属及高温合金将会导致成本提高,并使加.工困难口。
清远新型覆膜砂高温耐热时间为指标,评价覆膜砂的高温强度和线膨胀率。报告的线性膨胀率没有详细说明试验方法和仪器。我们认为用耐火材料工业试验方法评价高温抗压强度是合理的,新型覆膜砂覆膜砂由于具有较高的测试精度,用产气量和着火损失来评价覆膜砂的产气特性更为合理。钢和铁1000℃和铝合金铸件700-750℃的气体检测温度设置更为合理较为合适。
新型覆膜砂铸造模具材料及其热处理,应着重考虑以下两方面的因素:在充分发挥现有模具材料潜能的同时,研制新的模具材料;研究新的热处理技术,改进热处理工艺及更新设备,开发新的强化处理方法。面对我国模具技术的现状,除继续引进和研制高性能的模具新钢种外,更应注意研究覆膜砂设计模具的工作条件、失效机理,模具钢的强韧化处理新工艺。
模具和新型覆膜砂模具行业的支撑材料和标准件结构的现状,特别是第八个五年计划以来,先后组织了许多相关的材料研究机构、高校和钢铁企业,对模具专用系列钢、模具专用硬质合金等特殊工具及辅助材料进行了研究与开发等。并且已经普及了。但由于材料质量不够稳定,缺乏必要的试验条件和试验数据,规格品种又小又大在模具和特殊模具所需的钢和规格方面仍有差距。在钢材供应方面,未能有效解决用户零星消费与钢厂批量生产供需矛盾。此外,近年来,国外模具钢相继在我国建立了销售网点,但由于受渠道不畅、技术服务支持薄弱、价格高、结汇制度等因素的影响,目前覆膜砂设计模具钢的推广应用并不多。