1、課程名：壓鑄模設計書名：壓鑄工藝與模具設計2013年年4月月李成凱李成凱 復習回顧：1.推出機構的組成和分類2.簡單推出機構的動作過程3.推出機構的設計方法4.推出機構的復位第10章 壓鑄模材料與模具使用壽命1.壓鑄模零件的材料選擇及熱處理要求2.壓鑄模的失效分析3.壓鑄件的缺陷分析與排除措施第10章 壓鑄模材料與模具使用壽命10.1 壓鑄模材料選擇和熱處理要求 壓鑄模的使用壽命與壓鑄模的材質密切相關。壓鑄模零、部件主要分為與金屬液接觸的零部件、滑動配合零部件和模架結構零件。壓鑄模型腔與流道等部件在金屬的壓力鑄造生產過程中，直接與高溫、高壓、高速的金屬液相接觸。一方面受到金屬液的直接沖刷、磨損

2、、高溫氧化和各種腐蝕。另一方面由于生產的高效率，模具溫度的升高和降低非常劇烈，并形成周期性的變化。因此，壓鑄模的工作環境十分惡劣。所以，在選擇壓鑄模的材料時就應當予以注意。 對選擇壓鑄模的材料要求如下。 具有良好的可鍛性和切削性。 高溫下具有較高的紅硬性、高溫強度、抗回火穩定性和沖擊韌度。 具有良好的導熱性和抗疲勞性。 具有足夠的高溫抗氧化性。 熱膨脹系數小。 具有高的耐磨性和耐蝕性。 具有良好的淬透性和較小的熱處理變形率。10.2 影響壓鑄模使用壽命的因素 壓鑄模的損傷形式主要有粘模、腐蝕、侵蝕和熱裂，這些損傷的特征與應力有關。而熱裂的概率大，是模具損傷和失效的主要因素。應力則是產生熱裂的主

3、要原因，因而考察應力產生的原因并提出改進的措施可以提高壓鑄模的使用壽命。10.2.1 壓鑄模制造過程中產生的應力（5條） 這類應力根據加工類型分為冷加工和熱處理所產生的應力。 1.冷加工時產生的應力 冷加工時產生切削應力，這種應力可通過中間退火消除。 2.磨削時產生的應力 （淬火鋼磨削時易出現以下三種情況。） 磨削應力。由于磨削時產生應力，生成摩擦熱，引起鋼的表層強度下降，當這種應力超過鋼的強度時，就會產生裂紋，如圖10-2所示。 產生軟表層。由于摩擦熱，使鋼的表層回火甚至過回火(超過回火溫度)和脫碳，從而生成一軟表層，降低了熱疲勞強度，容易導致熱裂。 磨削加工時，總會在壓鑄模型腔表面產生磨削

4、應力，從而降低了有用的疲勞強度，也會導致早期裂紋。 3.電火花加工的影響 在成型零件進行電火花加工時，其表面產生一富集電極元素和電介質元素的脆而硬的白亮層。 4.模具表面粗糙度的影響 模具表面的尖棱角不加修整，會產生應力集中，降低疲勞強度，從而導致過早熱裂。 5.熱處理時產生的應力 熱處理在壓鑄模制造中，往往被看成是決定性的階段。10.2.2 壓鑄模澆注過程中的應力 在壓鑄時壓鑄模同時受到各種形式的沖擊，如熱、機械、化學和操作沖擊，這些都是產生應力的根源。10.2.3 模具損傷的其他原因 模具型腔表面受力不均勻，受力大的部位由于過度變形，易產生裂紋。由于粘模，殘屑在模具上沒有得到徹底清除，往往

5、在合模時模具表面只與這些殘屑接觸。則機器的全部鎖模力集中在與殘屑接觸的局部面積上，這些區域的壓力可能超過模具材料的強度，引起錘擊硬化或產生裂紋。 提高壓鑄模使用壽命的措施 為了提高壓鑄模的使用壽命，從以下幾方面加以考慮： (1)壓鑄件的設計； (2)壓鑄模的設計； (3)模具的加工質量。壓鑄件的缺陷分析與排除措施1.影響壓鑄件質量的因素 影響壓鑄件質量的因素是多方面的，主要有壓鑄機性能的穩定性，壓鑄工藝參數的選用、合金的成分及熔煉工藝、涂料的使用，模具結構的合理和制造質量。 與模具有關的影響鑄件質量的因素如下： (1)成型零件的精度、表面質量和強度、剛度； (2)橫澆道的形式和截面面積； (3

6、)內澆口的截面面積和內澆口的開設、位置設計； (4)排溢系統； (5)澆注溫度和模具溫度。2.壓鑄件的缺陷分析及排除措施（13項）(1)流痕 流痕是首先進入模腔的熔融合金，形成一個極薄而不均勻的金屬層，被后來的熔融合金所彌補留下的痕跡。(2)冷隔 冷隔是溫度較低的金屬流相互對接但未融合而出現的縫隙。它呈規則的線形，有穿透和不穿透的兩種，在外力作用下有發展趨勢。(3)凹陷 凹陷是鑄件平滑表面上出現凹癟的部分，其表面呈自然冷卻狀態。(4)氣泡 氣泡是在鑄件表皮下，聚集氣體故障所形成的鼓泡。(5)氣孔 氣孔是卷入壓鑄件內部的氣體所形成的較為規則、表面較為光滑、顯暗灰色表面的孔洞（多為圓形、橢圓）。氣

7、孔產生的原因主要是包卷氣體產生的。6.縮孔、縮松 縮孔、縮松是壓鑄件在冷凝過程中，由于內部補償不足所造成的形狀不規則、表面較粗糙的孔洞。縮孔表面呈暗色。下面集中的縮孔小而分散的為縮松。合金凝固溫度范圍小易形成縮孔，凝固溫度范圍大易形成縮松。(7)花紋 花紋是鑄件表面上呈現的光滑條紋，肉眼可見，但用手感覺不出。顏色不同與金屬基體的紋絡，用0紗布稍擦幾下即可除去。(8)裂紋 裂紋是鑄件上合金基體被破壞或斷開形成細絲狀的縫隙，有穿透和不穿透的兩種，并有發展趨勢。裂紋可分為冷裂紋和熱裂紋兩種，它們的主要區別在于鑄件開裂處金屬是否被氧化。(9)欠鑄 欠鑄是熔融合金未充滿型腔，鑄件上出現充填不完整的部位。

8、(10)飛邊 飛邊是鑄件金屬邊緣上出現的金屬薄片。11.分層（夾皮） 分層（夾皮）是鑄件上局部存在有明顯的金屬層次 。12.錯邊 錯邊是鑄件的一部分與另一部分在分型面上錯開，發生相對位移。13.變形 變形鑄件幾何形狀與設計要求不符的整體變形。總結 本章主要講述壓鑄模分型面的選擇、成型零件的設計計算、澆注系統和排溢系統的設計，抽芯和推出機構設計、加熱冷卻系統的設計原理和方法，模具失效的缺陷分析，壓鑄模的總體設計；重點掌握壓鑄模的基本結構組成、壓注模的設計要點，能正確合理設計壓鑄模。作業：作業：作圖題。作圖題。用圖表示下圖壓鑄件的型芯及型腔模板結構。 型芯結構及固定簡圖型芯結構及固定簡圖 型腔板結

9、構簡圖型腔板結構簡圖項目項目注射模注射模壓鑄模壓鑄模備注備注產品產品塑料件塑料件壓鑄件壓鑄件產品材料收產品材料收縮率縮率大大小小模具材料模具材料工具鋼工具鋼耐熱鋼耐熱鋼耐熱鋼比耐熱鋼比工具鋼貴工具鋼貴主流道位置主流道位置多用中心澆口多用中心澆口多用偏置澆口多用偏置澆口主流道尺寸主流道尺寸小小大大排渣排渣無無有有產品表面粗產品表面粗糙度糙度低（低（0.80.2um）高（高（3.20.8um）相差相差12個等級個等級成型零件表成型零件表面粗糙度面粗糙度比塑件低比塑件低12級級比壓鑄件低比壓鑄件低2級級相同相同產品精度產品精度低（低（MT5MT7）高（高（IT13IT11）模具工作模具工作溫度溫度低