压铸模具用钢及热处理

油水混淬

压铸模具用钢及热处理

压铸模用于压铸锌合金，铝合金，铜合金和黑色金属（钢铁铸件）。其中以铝合金压铸件的需求量最大，锌合金的熔点为400—430.铝合金的熔点为630—680.铜合金的熔点在900—1000.钢的熔点在1450—1540.由于被压铸材料的温差较大，因而所用的模具材料和热处理工艺也不相同。

第一节
锌合金压铸模

一 模具材料
    锌合金的熔点在400℃—430℃，因而锌合金压铸模型腔的表面层的温度不超过400℃.因此，可采用合金结构钢制造模具，其寿命可达100万件。
    用与制造锌合金压铸模的材料有：
    合金结构钢：40Cr
30CrMnSi
40CrMo
    标准模具钢 5CrNiMo
5CrMnMo
4Cr5MoSiV1
4Cr5MoSiV1
3Cr2W8V
CrWMn
    除上述材料外，也可用低碳钢（如20钢）制造，然后经中温固体碳氮共渗，淬火，回火，使用效果也很好。

第二节   铝合金压铸模

一 工作条件
   铝合金的熔点在580℃—740℃之间，铝合金很容易粘附在钢铁表面。因此，铝合金压铸模的工作寿命决定于两个因素：是否出现粘模现象；是否在型腔表面出现龟裂（由冷热疲劳引起）

二 模具材料
    用于制造铝合金压铸模的材料，必须具有高的回火抗力和冷热疲劳抗力，还具有良好的渗氮（或氮碳共渗）工艺性能。具有以上特性的模具材料有4Cr5MoSiV1
4Cr5MoSiV
3Cr2W8V，以上3种钢以3Cr2W8V的回火抗力最好，但冷热疲劳抗力最差，容易在型腔出现冷热疲劳裂纹。

4Cr5MoSiV1和4Cr5MoSiV钢的回火抗力及热稳定性稍次与3Cr2W8V，但冷热疲劳抗力比3Cr2W8V高得多。用4Cr5MoSiV1钢制造的铝合金压铸模的工作寿命远比3Cr2W8V钢制模具。

1985年上海材料研究所在4Cr5MoSiV1钢的基础上，研究出性能更好的铝合金压铸模具钢4Cr5Mo2MnSiV1（代号Y10）
    国外（欧美日）主要采用鉻系高热强模具钢4cr5mosiv1制造铝合金压铸模，其寿命高于3cr2w8v钢。

70年代，在国外开始采用马氏体时效钢制造铝合金压铸模。生产实践证明，采用马氏体时效钢制造的铝合金压铸模的工作寿命比H13高10倍。
    马氏体时效硬化钢在退火状态很容易加工，也可在固溶处理后加工，加工后进行时效处理，使硬度和强度大幅提高。
   表列出国外两种马氏体时效钢的化学成分，它们的代号为18250和18300.前面两个数字表钢的含镍量，后三个数字表它们的屈服强度水平。
    如需要进一步提高模具材料的热稳定性，可将时效温度升高到600℃，经600℃时效处理后，18250和18300的屈服点分别为（1240Mpa和1378MPa）。
    马氏体时效硬化钢的固溶温度最高为1200℃，但处理后晶粒较粗大，为了细化奥氏体晶粒，可在1200℃固溶处理后，在分别进行两次中温固溶处理，处理温度分别为950℃及825℃1200℃及950℃固溶处理的保温时间为1h，第三次（825℃）固溶处理的保温时间为30min。
    鉻氮模具钢（2cr10mosivwniN）是美国研制的压铸模用钢，由于含碳量低和含鉻量高，具有高的冷热疲劳抗力，耐磨性可满足铝合金压铸模的要求。
   该钢的淬火温度为1010—1050，淬火后硬度为52—53HRC，550℃回火后的硬度为48HRC左右，565℃—590℃回火后的硬度为35—39HRC。
    当4cr5mosiv1模具钢制铝合金压铸模，压铸20万件而失效时，用鉻氮模具钢制压铸可压200万件还未出现冷热疲劳裂纹。