1．概述　　

關(guān)于壓鑄模延長壽命問題一直受到應(yīng)用企業(yè)關(guān)注。合理選擇壓鑄模成形零件的材料已得到廣大壓鑄模制造商和訂貨方的重視。因?yàn)閴鸿T模材料的選擇是壓鑄模壽命長短的基本條件。　　

從20世紀(jì)50年代起，國內(nèi)普遍采用原蘇聯(lián)的3×2B8φ鋼，即國內(nèi)牌號3Cr2W8V鋼，一般壓鑄1～2萬次型腔開始產(chǎn)生發(fā)狀裂紋，壓鑄模壽命為5～6萬次?！　?/p>

70年代末，我們在翻譯日本壓鑄協(xié)會制訂的DCSP1鋁合金和DCSP2鋅合金壓鑄標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的壓鑄模材料與美國、西德、英國、瑞典和蘇聯(lián)等國模具鋼進(jìn)行了比較和分析，發(fā)現(xiàn)國外普遍采用鉻鉬釩鋼，因?yàn)閺挠嘘P(guān)研究報(bào)告結(jié)論看出，鉬鋼與鎢鋼持久性沒有差別，而鎢鋼比鉬鋼容易形成熱交變裂紋。因此我們選用了4Cr5MoSiV1鋼進(jìn)行試驗(yàn)研究，請撫順鋼廠按我們研究制訂的技術(shù)條件（原則上是按美國H13ASTM681-76的化學(xué)成分，日本DCS中規(guī)定的對模具原材料要求）進(jìn)行熔煉，其關(guān)鍵點(diǎn)如下：　　

一是化學(xué)成分、雜質(zhì)含量應(yīng)符合要求。　　

二是采用電渣熔煉，避免鋼錠在鑄造時(shí)產(chǎn)生偏析和因收縮引起的缺陷，使鋼錠致密性、純潔度高，有害雜質(zhì)和非金屬夾雜物低，晶界較純凈，成分、組織較均勻?！　?/p>

三是要求鋼材鍛造比能達(dá)到4S以上?！　?/p>

用該鋼加之嚴(yán)格的模具制造工藝，所生產(chǎn)的壓鑄模使用壽命達(dá)25萬次以上。　　

可以說，H13鋼是從美國引進(jìn)的優(yōu)良鋼種之一，因此我國在制訂壓鑄模國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，作為重點(diǎn)推廣鋼種?！　?/p>

至目前為止，該鋼種和近似鋼號，如：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的40CrMoV5、日本（JIS）的SKD61、韓國（KS）的STD61、歐共體（EN）的X40CrMoV5-1-1、意大利（UN1）的X40CrMoV5-1-1KU、德國（DIN）的X40CrMoV5-1、英國（BS）的BH13、法國（NF）的X40CrMoV5、俄羅斯的4X5MφIC及一些商業(yè)牌號8407、QR90、GS-344M等。　　

H13鋼是一種強(qiáng)韌兼有的空冷硬化型熱作模具用鋼，主要特征如下：　　

（1）具有高的淬透性和韌性?！　?/p>

（2）優(yōu)良的抗熱裂能力，在工作場合可予以水冷?！　?/p>

（3）具有中等耐磨能力，還可以采用滲碳或滲氮工藝來提高其表面硬度，但要略微降低抗熱裂能力?！　?/p>

（4）因其含碳量較低，回火中二次硬化能力較差。　　

（5）在較高溫度下具有抗軟化能力，但使用溫度高于540℃（1000℉）時(shí)硬度出現(xiàn)迅速下降（即能耐工作溫度為540℃）?！　?/p>

（6）熱處理的變形小?！　?/p>

（7）良好的切削加工性。　　

（8）中等抗脫碳能力。　　

H13鋼的含碳量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）在0.5%以下，另含Cr、W、Mo、V等合金元素，鋼的含Cr量為5%左右，它與其他碳化物形成元素一起提供給鋼具有較高的淬透性和好的抗軟化能力，因此該鋼在空冷條件下能夠淬硬，其最大淬火硬度在55HRC左右?！　⊙娱L壓鑄模壽命，除要選用優(yōu)質(zhì)鋼材外，還應(yīng)注意以下問題。　　

2．鑄件及壓鑄模設(shè)計(jì)應(yīng)合理　　

由于鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不合理，導(dǎo)致模具中存在著細(xì)薄的截面，成為斷裂的根源。如斜度值的不合理，會引起抽芯、開?；蛉〖r(shí)的擦傷；型腔壁面交界處的倒角，稍有疏漏，會造成應(yīng)力集中裂紋；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，若流向、截面積、壓射速度等控制不當(dāng)，會造成對型壁或型芯的沖蝕。金屬液進(jìn)入型腔后形成的渦流，由于渦芯部分的流速為無窮大，對模面起到強(qiáng)烈的鏤蝕作用，造成局部拉毛，模具的剛度不足。由于片面地強(qiáng)調(diào)節(jié)約鋼材，導(dǎo)致早期變形或斷裂的情況時(shí)有發(fā)生。各構(gòu)件配合精度等級如選用不當(dāng)，或由于有余隙的存在，引起熱導(dǎo)率的下降，過早地產(chǎn)生熱疲勞?；蚴怯捎谘b配尺寸過緊，形成預(yù)應(yīng)力，壓鑄過程中模具出現(xiàn)爆裂。在現(xiàn)代的模具結(jié)構(gòu)中已考慮采用快速頂出機(jī)構(gòu)，一方面是為了提高生產(chǎn)效率；另一方面也是為了減少鑄件的留模時(shí)間，卸除模具材料的熱載荷。在壓鑄模設(shè)計(jì)中，盡可能減少鑲拼，以增強(qiáng)型腔的剛度?！　?/p>

模具設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮模具的熱平衡，使模具維持較穩(wěn)定、合理的工作溫度。因?yàn)樵趬鸿T過程中，熔融金屬注入模具型腔內(nèi)，在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出大量的熱量，促使模具的溫度提高；同時(shí)，模具通過傳導(dǎo)、對流、輻射，以及模具表面噴涂與冷卻水吸收部分熱量，使模具溫度下降，經(jīng)過一段時(shí)間后模具溫度達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，這時(shí)模具的溫度就不發(fā)生大的變化，這一平衡點(diǎn)的溫度對穩(wěn)定生產(chǎn)很重要，鑄造質(zhì)量和生產(chǎn)率在很大程度上取決于模具熱控制能力。在考慮模具熱平衡時(shí)，首先要確定平衡點(diǎn)的溫度，由于模具各個(gè)部位存在溫度梯度，且在一個(gè)循環(huán)周期溫度下不斷變化，加之鑄件壁厚的差別，這個(gè)平衡溫度一般控制在合金澆注溫度的40%~50%。

鋅合金壓鑄不比其他的成型工藝，想做出好的壓鑄產(chǎn)品不是有了好的壓鑄機(jī)就可以，必須是模具、壓鑄機(jī)、壓鑄工藝相互結(jié)合才能做出好的產(chǎn)品。優(yōu)質(zhì)的鋅合金壓鑄件的產(chǎn)品特點(diǎn)表現(xiàn)為:

1.比重大，有重量更有質(zhì)感，比塑膠注塑有強(qiáng)度。

2. 鑄造性能好，可以壓鑄形狀復(fù)雜、薄壁的精密件，鑄件表面光滑。

3. 可進(jìn)行表面處理:電鍍、噴涂、噴漆。

4. 熔化與壓鑄時(shí)不吸鐵，不腐蝕壓型，不粘模。

5. 有很好的常溫機(jī)械性能和耐磨性。

6. 熔點(diǎn)低，在385℃熔化，比鋁合金壓鑄更容易成型