本文目錄一覽：

• 1、鎂合金方面的英語論文及其漢語翻譯
• 2、如何驗證模具導(dǎo)熱棒性能差
• 3、模具是干什么的
• 4、pc材料和abs材料有什么區(qū)別啊
• 5、手機(jī)充電器外殼的結(jié)構(gòu)分析~
• 6、熱鍛模具鋼的熱處理

鎂合金方面的英語論文及其漢語翻譯

鎂合金成形技術(shù)研究進(jìn)展

熊守美1 , 蘇仕方2

(11 清華 - 東洋鎂鋁合金成形技術(shù)研究開發(fā)中心 , 清華大學(xué)機(jī)械工程系 100084 ; 21 中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會 ,

遼寧沈陽 110022)

摘要: 鎂合金材料及其成形技術(shù)的研究和開發(fā)對于擴(kuò)大鎂合金在我國的應(yīng)用具有十分重要的意義。根據(jù)第四屆中國

國際壓鑄會議論文資料, 綜述了國內(nèi)外鎂合金材料及其成形技術(shù)的的國內(nèi)外發(fā)展趨勢, 包括材料、成形技術(shù)及數(shù)值模

擬等, 展望了鎂合金的開發(fā)與應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞: 鎂合金; 材料; 成形技術(shù); 數(shù)值模擬

中圖分類號: TG24912 ; TG14612 2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 100124977 (2005) 0120020204

+

Research Progress on Processing Technology

of Magnesium Alloys

XIONG Shou2Mei1 , SU Shi2Fang2

(11Tsinghua2TOYO R D Center of Magnesium and Aluminum Alloys Processing Technology , Department

of Mechanical Engineering , Tsinghua University , Beijing 100084 , China ; 21Foundry Institution of Chinese

Mechanical Engineering Society , Shenyang 110022 , Liaoning , China)

Abstract : Research and development of magnesium alloys and their processing technology are of great

importance in promoting domestic applications of magnesium alloys in China. Based on the conference

papers of the 4th China International Die casting Congress Exhibition , this paper reviewed the trend of

research and development of magnesium alloys and their processing technology at home and abroad , in2

cluding materials development , processing technology , and numerical simulation technology , etc. At the

same time , the prospect for magnesium applications was also discussed.

Keywords : magnesium alloy ; materials ; processing technology ; numerical simulation

鎂合金正被廣泛用于汽車、航空、電子以及消費

原因 , 使它難以作為關(guān)鍵零部件 (如發(fā)動機(jī)零件) 材

品工業(yè)中的各種結(jié)構(gòu)件。盡管這些應(yīng)用的增長主要受

料在汽車等工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。同時鎂合金密

重量減輕的驅(qū)動 , 但是 , 鎂合金的其它優(yōu)點也起著重

排六方的晶體結(jié)構(gòu)決定了其塑性變形能力較差 , 如何

要的作用。其一 , 是它們對壓鑄工藝的獨特適應(yīng)性 ,

解決這一問題是鎂合金應(yīng)用的關(guān)鍵之一。針對上述問

可以高速生產(chǎn)近終形零件; 其二 , 優(yōu)良的模具壽命所

題 , 研究人員取得了以下進(jìn)展。

節(jié)約的生產(chǎn)成本 , 可以彌補(bǔ)其原材料價格比鋁合金稍

111 壓鑄鎂合金材料開發(fā)

貴的不足 , 增強(qiáng)與壓鑄鋁合金的競爭力; 此外 , 極好

針對商用壓鑄鎂合金抗高溫蠕變性能較差的現(xiàn)狀 , 以

的可加工性能和減振性能也是鎂合金具有的重要性

AZ 91 合金為基準(zhǔn)合金 , 一汽鑄造研究所的研究人

能。中國現(xiàn)在是世界上最大的鎂生產(chǎn)及出口國 , 但鎂

員〔1〕進(jìn)行了抗高溫蠕變壓鑄鎂合金的開發(fā)。論文討

合金在中國工業(yè) , 尤其是汽車工業(yè)中的應(yīng)用仍很有

論了稀土元素 Ce , Y, Nd 以及 Ca 和 Si 的添加對壓

限。因此 , 深入開展鎂合金及其成形技術(shù)的研究開

鑄鎂合金在常溫拉伸性能以及 150 ℃條件下的蠕變行

發(fā) , 對于擴(kuò)大鎂合金在中國工業(yè)中的應(yīng)用具有十分重

為 , 顯微組織的影響 , 以及對表面處理和腐蝕試驗的

要的意義。

影響 , 并進(jìn)行了實際產(chǎn)品的生產(chǎn)。

在第四屆中國國際壓鑄會議的 50 余篇學(xué)術(shù)論文

該文綜合考慮合金的化學(xué)成分、合金元素的固溶

中 , 涉及鎂合金及其成形技術(shù)的相關(guān)論文、學(xué)術(shù)報告

度、各種金屬間化合物 , 在保持 AZ 91 合金基本成分

有 10 余篇 , 本文將從鎂合金材料、成形工藝 , 鎂合

不變的條件下 , 設(shè)計了四組試驗合金進(jìn)行考查。采用

金熔體保護(hù)及鎂合金成形過程數(shù)值模擬等方面總結(jié)會

擠壓的方法試制了 30 種成分合金試棒 , 對試棒的常

議論文所涉及的相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

溫力學(xué)性能和腐蝕行為進(jìn)行了測試 , 并初步考查了鑄

造性能和蠕變抗力。通過試驗 , 開發(fā)的新合金性能接

1 鎂合金材料研究

近德國大眾公司開發(fā)的 MRI2153 合金 , 合金工藝性能

耐熱性及疲勞性能是阻礙鎂合金廣泛應(yīng)用的主要

與 AZ 91 合金相當(dāng) , 可以采用與 AZ 91 合金相同的生

收稿日期: 2004211220 收到初稿 , 2004211229 收到修訂稿。

作者簡介: 熊守美 (1966 - ) , 男 , 湖北麻城人 , 博士 , 博士生導(dǎo)師 , 主要從事壓鑄工藝和技術(shù)方面的研究。E2mail: smxiong @tsinghua1edu1cn

鑄造

熊守美等: 鎂合金成形技術(shù)研究進(jìn)展

·21 ·

產(chǎn)工藝。在采用沈陽應(yīng)用化學(xué)研究所低成本的電解鎂

造四大方面為主。其中壓鑄仍為最主要的成型工藝 ,

- 稀土中間合金情況下 , 有效地控制了成本。在蠕變

我國鎂合金壓鑄件產(chǎn)量由 1995 年的 1 562 t 提高到

試驗中發(fā)現(xiàn) , Mg2Al2Re2Zn 體系中的強(qiáng)化相 Al11Ce3 在

2002 年的 4 950 t , 7 年里產(chǎn)量增長了 2 倍多 , 平均

少量 Ca 存在下穩(wěn)定性可以進(jìn)一步提高。Nd 和 Y的添

年增長率達(dá) 18 %。利用鎂合金壓鑄件代替?zhèn)鹘y(tǒng)鑄鐵、

加不會使 AZ 91 合金的晶粒度改變 , 但可以產(chǎn)生固溶

鑄鋼件 , 甚至代替鋁壓鑄件 , 正成為制造業(yè)特別是汽

強(qiáng)化 , 具有極佳的蠕變性能。

車制造業(yè)的發(fā)展趨勢〔4〕。

112 壓鑄鎂合金的低周疲勞行為研究

211 鎂合金壓鑄

沈陽工業(yè)大學(xué)的研究人員〔2〕通過試驗發(fā)現(xiàn): 壓

目前 , 鎂合金壓鑄工藝的研究熱點主要集中在兩

鑄態(tài) AZ 91 疲勞壽命最低; 在高應(yīng)變幅條件下 , 壓鑄

大方面: 鎂合金壓鑄零件的開發(fā)設(shè)計和鎂合金壓鑄工

態(tài) AM50 + Nd 疲勞壽命高于鎂合金 AZ 91 , 在較低

藝的完善創(chuàng)新。隨著模具設(shè)計水平和壓鑄零件性能的

應(yīng)變幅條件下 , 壓鑄態(tài) AM50 + Nd 的壽命要低于經(jīng)

提高 , 鎂合金壓鑄件的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從傳統(tǒng)的筆記本

過固溶處理的 AZ 91 的疲勞壽命; 經(jīng)過固溶處理的

電腦外殼、手機(jī)外殼等表面覆蓋件發(fā)展到了發(fā)動機(jī)支

AZ 91 鎂合金的過渡疲勞壽命明顯高于壓鑄態(tài) , 壓鑄

架、輪轂、框架件等受力部件以及安全部件。

態(tài) AM50 + Nd 鎂合金的過渡壽命要高于壓鑄態(tài) AZ

相應(yīng)地 , 為了滿足不斷提升的零件性能要求 , 隨

91。經(jīng)過固溶處理以后 AZ 91 中的β相消失 , 使材料

著材料科學(xué)和其他科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 , 在傳統(tǒng)壓鑄工藝

的延展性增加 , 循環(huán)硬化程度有所降低。

的基礎(chǔ)上衍生出了真空壓鑄、充氧壓鑄、超低速壓鑄

113 鎂合金的鑄態(tài)組織研究

等諸多分支技術(shù)。其中真空壓鑄以其極低的鑄件含氣

鎂鋁合金在未經(jīng)變質(zhì)處理時 , 鑄態(tài)下晶粒尺寸可

量、較好的設(shè)備兼容性和優(yōu)異的鑄件性能等優(yōu)點得到

達(dá) 3 ×10 ～5 ×10 m , 組織很粗大。合金的組織決

24

24

了高度重視和大力發(fā)展。眾所周知 , 壓鑄件的氣孔問

定性能 , 性能決定合金的應(yīng)用 , 以往鎂合金的組織控

題是限制其性能提高的主要瓶頸。真空壓鑄在傳統(tǒng)壓

制主要是為了提高其塑性變形能力。因為鎂合金為密

鑄工藝周期上耦合真空系統(tǒng)抽除型腔氣體 , 是一種減

排六方 , 這就決定了其塑性變形能力較差。而實踐證

少壓鑄件氣孔 , 去除鑄模內(nèi)氣體和潤滑劑蒸汽的有效

明 , 細(xì)小等軸晶可以改善鎂合金的塑性變形能力。而

方法。目前研究的熱點是如何在型腔內(nèi)得到更高的真

半固態(tài)觸變成形也要求初始的鑄態(tài)組織應(yīng)為細(xì)小的等

空度 , 及相應(yīng)的模具密封工藝。高真空壓力鑄造得到

軸晶組織 , 因此如何控制鎂合金的組織是鎂合金半固

的零件不僅可以大大降低微孔和氣孔等鑄造缺陷 , 還

態(tài)成形的關(guān)鍵之一。

可以進(jìn)行熱處理和壓鑄焊接〔5〕。

常用的鎂合金組織控制工藝主要有液態(tài)處理法和

沈陽工業(yè)大學(xué)的研究人員〔6〕研究了壓鑄鎂合金

固態(tài)處理法兩大類。液態(tài)處理法由于簡單、易于實

輪轂缺陷的產(chǎn)生原因 , 通過對澆注系統(tǒng)和零件結(jié)構(gòu)的

現(xiàn) , 不外加額外設(shè)備等 , 在工業(yè)應(yīng)用中具有廣闊的空

改進(jìn)及壓鑄工藝參數(shù)的調(diào)整 , 有效地仿真了缺陷的產(chǎn)

間。液態(tài)處理法包括添加晶粒細(xì)化劑法、過熱處理

生 , 明顯改善了壓鑄鎂合金輪轂件的質(zhì)量。

法、熔體攪拌法兩大類。固態(tài)處理法包括等靜角壓

清華大學(xué)的研究人員〔7〕與一汽合作 , 系統(tǒng)地研

(ECEA) 法、大比率擠壓法和鑄造粉末法。但對以

究了各種壓鑄工藝參數(shù)對鎂合金壓鑄件質(zhì)量的影響規(guī)

上這些方法的機(jī)理還不是很清楚或是方法正處于試驗

律 , 成功開發(fā)了一汽集團(tuán)首件鎂合金壓鑄件并投入實

階段。對鎂合金的組織控制機(jī)理缺乏了解 , 產(chǎn)生了一

際生產(chǎn)。目前 , 正進(jìn)行鎂合金真空壓鑄及超低速壓鑄

些混淆 , 導(dǎo)致工業(yè)中對鎂合金的組織控制主要依靠經(jīng)

的實驗研究。

驗的方法〔3〕。到目前為止 , 對鎂合金組織控制的研

212 低壓鑄造

究 , 主要集中于外來質(zhì)點對形核的促進(jìn)作用、抑制晶

低壓鑄造由于其充型過程的平穩(wěn)性和良好的排氣

粒生長的作用和溶質(zhì)對形核率的影響。在鎂合金熔體

性能 , 被廣泛應(yīng)用于輪轂等對鑄件缺陷較為敏感的零

中加入少量的孕育劑 (MgCO3、C2Cl6、FeCl3 等) 或

件制造。而傳統(tǒng)低壓鑄造工藝所采用的壓縮空氣 , 由

溶質(zhì)原子 (Zr、Ca、Sr、RE 等) , 能細(xì)化鎂合金的鑄

于氣體純度不夠及氧的分壓過高所造成的氧化和吸氣

造組織并改變沉淀物的形貌 , 提高鎂合金的力學(xué)性

等問題會造成鑄件的氧化夾雜、微裂紋、縮孔和縮松

能 , 改善壓力加工性能。但是 , 鎂合金組織細(xì)化的研

等鑄造缺陷 , 限制了低壓鑄造的推廣。采用電磁泵充

究和應(yīng)用遠(yuǎn)不如鋁合金的深入 , 值得進(jìn)一步研究。

型的低壓鑄造新工藝技術(shù) , 以電磁泵充型技術(shù)為核

心 , 在加壓充型和保壓時 , 采用非接觸式的電磁力直

2 鎂合金成形技術(shù)研究開發(fā)

接作用于液態(tài)金屬 , 實現(xiàn)了鋁液的平穩(wěn)輸送和充型 ,

當(dāng)前 , 鎂合金的成型工藝仍然以 壓 力 鑄 造

并防止由于紊流所造成的二次污染 , 得到了較高的鑄

(HPDC) 、低壓鑄造 (L PDC) 、擠壓鑄造和半固態(tài)鑄

件質(zhì)量。同時引入計算機(jī)控制系統(tǒng) , 提高了工藝執(zhí)行

Jan. 2005

·22 ·

FOUNDRY

Vol154 No11

的準(zhǔn)確度 , 也使生產(chǎn)效率得到了提升〔8〕。此外 , 由

體保護(hù)原理的基礎(chǔ)上 , 討論了各種混合氣體保護(hù)的缺

于電磁泵低壓鑄造工藝所采用的開環(huán)控制方式對控制

點 , 研究了不同配比、不同的溫度和操作條件下

精度具有較高的要求 , 針對工藝參數(shù)的測定和電磁設(shè)

HFC2134a 氣體對液態(tài)鎂合金的保護(hù)效果 , 并且研究

備的開發(fā)也展開了一系列研究工作〔9

- 10〕

。

了相關(guān)工藝參數(shù)和防護(hù)工藝。研究結(jié)果認(rèn)為 HFC2

213 半固態(tài)鑄造

134a 氣體相對于 SO2 和 SF6 具有更優(yōu)良的保護(hù)特性 ,

半固態(tài)鑄造工藝自誕生以來一直受到了廣泛的關(guān)

可作為鎂合金熔體氣體保護(hù)的一種優(yōu)先選擇。

注 , 處于研究的前沿。由于該項技術(shù)對設(shè)備依賴性較

4 鎂合金壓鑄過程數(shù)值模擬

大 , 目前研究重點主要集中在設(shè)備性能的提升和完善

上。新開發(fā)的第二代觸變成形機(jī) , 最高射出速度達(dá)到

在鎂合金壓鑄生產(chǎn)過程中 , 液態(tài)或半固態(tài)的金屬

5 m/ s , 其螺桿、套筒等關(guān)鍵部件采用新型合金 , 耐

在高速、高壓下充型 , 并在高壓下迅速凝固 , 容易產(chǎn)

高溫及熱傳導(dǎo)性能有所提升 , 鎖模機(jī)構(gòu)的剛性和速度

生氣孔等鑄造缺陷。由于鎂合金壓鑄充型速度比鋁合

得到加強(qiáng) , 降低了能耗 , 得到了更高的鑄件質(zhì)量和生

金更高 , 凝固速度更快 , 因此 , 鎂合金壓鑄對模具的

產(chǎn)效率〔11〕。與此同時 , 針對觸變成形法的研究也促

流道系統(tǒng)及熱平衡設(shè)計提出了更高的要求。充分了解

使了一批新技術(shù)的投入使用 , 如熱流道系統(tǒng)、長噴嘴

充填過程的流動和換熱規(guī)律 , 設(shè)計合理的鑄件、鑄型

技術(shù)、觸變成形鍛壓工藝等。

結(jié)構(gòu)及澆注系統(tǒng) , 選擇恰當(dāng)?shù)膲鸿T工藝參數(shù) , 不僅可

214 擠壓鑄造

以降低鑄件廢品率 , 提高鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)效率 , 而且

擠壓鑄造在鎂鋁合金材料領(lǐng)域 , 以其高鑄件質(zhì)

可以延長模具的使用壽命。數(shù)值模擬方法為解決上述

量、高力學(xué)性能和高致密度得到了密切的關(guān)注。擠壓

問題提供了有效的手段。通過壓鑄充型過程流場、溫

鑄造可以使任何壁厚的零件進(jìn)行固溶熱處理 , 從而得

度場的數(shù)值模擬 , 能夠較準(zhǔn)確地表達(dá)壓鑄充型過程的

到高于常規(guī)壓鑄的力學(xué)性能。另一方面 , 擠壓鑄造可

流動和傳熱規(guī)律 , 實現(xiàn)理想的型腔充填狀態(tài)及模具熱

以利用在凝固過程中加壓的方法 , 得到優(yōu)于低壓鑄造

平衡狀態(tài) , 預(yù)測可能產(chǎn)生的卷氣、冷隔等缺陷 , 進(jìn)而

的鑄件致密結(jié)構(gòu)。同時 , 擠壓鑄造和半固態(tài)鑄造的密

優(yōu)化壓鑄工藝 , 對實際壓鑄生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意

切聯(lián)系也使這項技術(shù)處于研究的熱點。目前擠壓鑄造

義。因而 , 計算機(jī)模擬仿真技術(shù)被廣泛用于鎂合金壓

面臨的主要問題是對技術(shù)和過程控制要求過高 , 要求

鑄件的模具設(shè)計及工藝分析。

的投資比較高。目前的研究重點主要集中在擠壓頂

清華大學(xué)的研究人員〔4〕長期從事壓鑄過程模擬

針、吸熱棒的運用 , 擠壓位置的選擇 , 工藝參數(shù)的控

仿真技術(shù)的研究工作 , 并成功將模擬仿真技術(shù)用于鎂

制等方面〔12〕。

合金壓鑄件的模具設(shè)計優(yōu)化、熱平衡分析及模具熱應(yīng)

擠壓鑄造既可以采用專用設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn) , 也可以

力和變形的分析。同時 , 特別對壓室中的液態(tài)金屬流

在常規(guī)壓鑄機(jī)上進(jìn)行。他解決了傳統(tǒng)壓鑄機(jī)不能生產(chǎn)

動進(jìn)行了模擬 , 系統(tǒng)地研究了低速壓射速度及壓室充

厚大件 , 壓鑄件普遍存在的縮孔縮松問題 , 可生產(chǎn)各

滿度等參數(shù)對壓室中的氣體卷入 , 并在此基礎(chǔ)上提出

種不同強(qiáng)度和流動性的合金 , 簡化了壓鑄模具設(shè)計的

了低速壓射的優(yōu)化工藝。

思路 , 降低了簡單零件的壓鑄模具成本 , 使得中小批

沈陽工業(yè)大學(xué)的研究人員〔15

- 16〕

采用 FLOW3D

量零件使用壓鑄工藝生產(chǎn)變成可能。以擠壓鑄造技術(shù)

對不同鎂合金鑄件的充型過程及凝固過程進(jìn)行了模擬

為基礎(chǔ) , 對常規(guī)鑄造、低壓鑄造和傳統(tǒng)擠壓鑄造機(jī)進(jìn)

分析 , 為鎂合金壓鑄件模具設(shè)計及預(yù)測缺陷位置提供

行的改造為擠壓鑄造技術(shù)的推廣做出了貢獻(xiàn)〔13〕。

了理論指導(dǎo) , 有效地提高了鎂合金壓鑄件質(zhì)量及降低

模具設(shè)計成本。

3 鎂合金熔體保護(hù)

5 結(jié)束語

鎂及鎂合金的氣體保護(hù)熔煉技術(shù)是目前生產(chǎn)高純

度、高品質(zhì)鎂合金的技術(shù)關(guān)鍵。20 多年前 , 在熔煉

隨著鎂合金壓鑄件的廣泛應(yīng)用 , 提高其壓鑄性能

鎂和鎂合金時采用 SF6 做保護(hù)氣體 , 是當(dāng)時鎂工業(yè)界

和抗高溫蠕變性能已成為當(dāng)前重要的研究課題。我國

最大的進(jìn)步。因為它消除了以前使用 SO2 和熔劑熔

的稀土資源豐富 , 稀土鎂合金的性能優(yōu)良 , 開發(fā)具有

煉所產(chǎn)生的大多數(shù)問題。但到了 1990 年 , SF6 和類

中國特色的壓鑄稀土鎂合金 , 提高其抗高溫蠕變性

似物的高溫室效應(yīng) (是 CO2 的 24 000 倍 , 并能在大

能 , 具有重要意義。

氣中長期存在 3 200 年) 迫使鎂工業(yè)用戶必須尋找技

壓鑄是鎂合金最主要的成形工藝 , 為了進(jìn)一步提

術(shù)上可行 , 經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的替代保護(hù)氣體。尋找 SF6 的

高鎂合金零件的的質(zhì)量及擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域 , 應(yīng)

替代保護(hù)氣體是目前鎂工業(yè)界的一個重要課題。

積極開展一些新的成形工藝方法 (如真空壓鑄、超低

華北工學(xué)院的研究人員〔14〕在論述鎂合金熔體氣

速壓鑄、擠壓鑄造、半固態(tài)鑄造等成形方法) 的基礎(chǔ)

鑄造

熊守美等: 鎂合金成形技術(shù)研究進(jìn)展

·23 ·

研究工作。鎂合金成形技術(shù)對工藝過程提出了更高的

四屆中國國際壓鑄會議論文集 〔C〕. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 ,

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(編輯 : 曲學(xué)良 , qxl @foundryworld1com)

如何驗證模具導(dǎo)熱棒性能差

（1）：看模具隔熱板的熱穩(wěn)定性

高溫會讓隔熱材料內(nèi)部的有機(jī)成分氧化退化。因此，高品質(zhì)的隔熱板材料需要經(jīng)得起長時間反復(fù)的高溫高壓的考驗，持續(xù)地抵抗系統(tǒng)內(nèi)部的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，一般來說，高品質(zhì)的模具隔熱板材料通常有3-5年的平均使用壽命。

（2）看模具隔熱板的導(dǎo)熱系數(shù)

這是模具隔熱板材料最重要的一個技術(shù)參數(shù)，它代表了隔熱材料的隔熱效果。導(dǎo)熱系數(shù)越低，則材料的隔熱性能越好。

電熱變模溫高光模具可以有效消除傳統(tǒng)注塑成型過程中制件的熔接線、浮纖、銀紋等缺陷。電加熱棒的性質(zhì)對塑件的質(zhì)量有著重要影響。然而直接將電加熱棒插入模具孔中,由于間隙處的空氣,大大降低了傳熱速度。

模具是干什么的

模具

模具基本知識

1、引言

日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼，小到一個胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。因為各種產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。

近年來，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個設(shè)計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。

2、模具的一般定義

在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機(jī)和裝在壓力機(jī)上的專用工具，通過壓力把金屬或非金屬材料制出所需形狀的零件或制品，這種專用工具統(tǒng)稱為模具。

3、注塑過程說明

模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具。它由幾組零件部分構(gòu)成，這個組合內(nèi)有成型模腔。注塑時，模具裝夾在注塑機(jī)上，熔融塑料被注入成型模腔內(nèi)，并在腔內(nèi)冷卻定型，然后上下模分開，經(jīng)由頂出系統(tǒng)將制品從模腔頂出離開模具，最后模具再閉合進(jìn)行下一次注塑，整個注塑過程是循環(huán)進(jìn)行的。

4、模具的一般分類

可分為塑膠模具及非塑膠模具：

（1）非塑膠模具有：鑄造模、鍛造模、沖壓模、壓鑄模等。

A．鑄造?！堫^、生鐵平臺

B．鍛造?！S、連桿

C．沖壓?！囓嚿砀采w件，計算機(jī)面板

D．壓鑄模——超合金，汽缸體

（2）塑膠模具根據(jù)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)產(chǎn)品的不同又分為：

A．注射成型?！娨暀C(jī)外殼、鍵盤按鈕（應(yīng)用最普遍）

B．吹氣?！嬃掀?

C．壓縮成型?！娔鹃_關(guān)、科學(xué)瓷碗碟

D．轉(zhuǎn)移成型?！呻娐分破?

E．?dāng)D壓成型模——膠水管、塑膠袋

F．熱成型?！该鞒尚桶b外殼

G．旋轉(zhuǎn)成型?！浤z洋娃娃玩具

◆ 注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的，作為注射成型加工的主要工具之一的注塑模具，在質(zhì)量精度、制造周期以及注射成型過程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應(yīng)能力和速度。

◆注塑模具是由若干塊鋼板配合各種零件組成的，基本分為：

A 成型裝置（凹模，凸模）

B 定位裝置（導(dǎo)柱，導(dǎo)套）

C 固定裝置（工字板，碼?？樱?

D 冷卻系統(tǒng)（運水孔）

E 恒溫系統(tǒng)（加熱管，發(fā)熱線）

F 流道系統(tǒng)（唧咀孔，流道槽，流道孔）

G 頂出系統(tǒng)（頂針，頂棍）

5、根據(jù)澆注系統(tǒng)型制的不同可將模具分為三類：

（1） 大水口模具：流道及澆口在分模線上，與產(chǎn)品在開模時一起脫模，設(shè)計最簡單，容易加工，成本較低，所以較多人采用大水口系統(tǒng)作業(yè)。

（2） 細(xì)水口模具：流道及澆口不在分模線上，一般直接在產(chǎn)品上，所以要設(shè)計多一組水口分模線，設(shè)計較為復(fù)雜，加工較困難，一般要視產(chǎn)品要求而選用細(xì)水口系統(tǒng)。

（3） 熱流道模具：此類模具結(jié)構(gòu)與細(xì)水口大體相同，其最大區(qū)別是流道處于一個或多個有恒溫的熱流道板及熱唧嘴里，無冷料脫模，流道及澆口直接在產(chǎn)品上，所以流道不需要脫模，此系統(tǒng)又稱為無水口系統(tǒng)，可節(jié)省原材料，適用于原材料較貴、制品要求較高的情況，設(shè)計及加工困難，模具成本較高。

所謂的2板模一般指大水口系統(tǒng)模具，3板模一般指細(xì)水口系統(tǒng)模具。3板模不可簡單地認(rèn)為比2板模多一塊模板，根據(jù)產(chǎn)品形狀和模具設(shè)計的需要，模具可有多于3板的結(jié)

熱流道系統(tǒng)，又稱熱澆道系統(tǒng)，主要由熱澆口套，熱澆道板，溫控電箱構(gòu)成。常見的熱流道系統(tǒng)有單點熱澆口和多點熱澆口二種形式。單點熱澆口是用單一熱澆口套直接把熔融塑料射入型腔，它適用單一腔單一澆口的塑料模具;多點熱澆口是通過熱澆道板把熔融料分枝到各分熱澆口套中再進(jìn)入到型腔，它適用于單腔多點入料或多腔模具.

◆熱流道系統(tǒng)的優(yōu)勢

（1）無水口料，不需要后加工，使整個成型過程完全自動化，節(jié)省工作時間，提高工作效率。

（2）壓力損耗小。熱澆道溫度與注塑機(jī)射嘴溫度相等， 避免了原料在澆道內(nèi)的表面冷凝現(xiàn)象，注射壓力損耗小。

（3）水口料重復(fù)使用會使塑料性能降解，而使用熱流道系統(tǒng)沒有水口料，可減少原材料的損耗，從而降低產(chǎn)品成本。在型腔中溫度及壓力均勻，塑件應(yīng)力小，密度均勻，在較小的注射壓力下，較短的成型時間內(nèi)，注塑出比一般的注塑系統(tǒng)更好的產(chǎn)品。對于透明件、薄件、大型塑件或高要求塑件更能顯示其優(yōu)勢，而且能用較小機(jī)型生產(chǎn)出較大產(chǎn)品。

（4）熱噴嘴采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計，配有各種可供選擇的噴嘴頭，互換性好。獨特設(shè)計加工的電加熱圈，可達(dá)到加熱溫度均勻，使用壽命長。熱流道系統(tǒng)配備熱流道板、溫控器等，設(shè)計精巧，種類多樣，使用方便，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

◆熱流道系統(tǒng)應(yīng)用的不足之處

（1）整體模具閉合高度加大，因加裝熱澆道板等，模具整體高度有所增加。

（2）熱輻射難以控制，熱澆道最大的毛病就是澆道的熱量損耗，是一個需要解決的重大課題。

（3）存在熱膨脹，熱脹冷縮是我們設(shè)計時要考慮的問題。

（4）模具制造成本增加，熱澆道系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配件價格較高，影響熱澆道模具的普及。

◆提供熱流道標(biāo)準(zhǔn)件的公司有: DME、HASCO、HUSKY、EOC、FULLY、MASTER-TIP、INCOE等公司。

補(bǔ)充：模具 成型中賦予塑料形狀所用部件的組合體。

pc材料和abs材料有什么區(qū)別啊

區(qū)別：

1、作用不同

abs的突出點是表面可以電鍍，真空鍍膜，印刷，彩繪和噴漆，

pc是最好的抗沖擊塑料品種，缺點是制品易開裂，疲勞強(qiáng)度低

2、材料不同

PC屬于工程塑料，價高，但是具備透明高抗沖高耐溫和尺寸精度高等優(yōu)點，但是也有成型困難和內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)的弱點。主要用在家電燈飾等行業(yè)。

ABS屬于普通塑料，具有有容易成型和后加工特點。主要用于外殼產(chǎn)品。

3、優(yōu)點不同

PC透明性好、它具有優(yōu)良的綜合性能，機(jī)械強(qiáng)度高、韌性好、耐熱耐候性好、尺寸穩(wěn)定性高、易著色、吸水率低。

ABS具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和良好“堅、韌、鋼”的綜合性能。ABS易吸濕，收縮率低（0.60% ）,尺寸穩(wěn)定，易于成型加工，應(yīng)用廣泛。

擴(kuò)展資料：

ABC塑料性能具體詳情：

1、物料性能

綜合性能較好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性，電性能良好；

與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理；

有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級別；

流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好；

適于制作一般機(jī)械零件，減磨耐磨零件，傳動零件和電訊零件。

2、成型性能

無定形材料，流動性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須長時間預(yù)熱干燥80-90度，3小時；

宜取高料溫，高模溫，但料溫過高易分解(分解溫度為270℃)。對精度較高的塑件，模溫宜取50-60℃，對高光澤、耐熱塑件，模溫宜取60-80℃；

如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ǎ?/p>

如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進(jìn)行清理，同時模具表面需增加排氣位置。

參考資料：百度百科-ABS塑料

百度百科-聚碳酸酯

手機(jī)充電器外殼的結(jié)構(gòu)分析~

摘要：分析了手機(jī)充電器外殼的工藝特點，介紹了手機(jī)充電器外殼上蓋注射模結(jié)構(gòu)及模具的工作過程。重點介紹了手機(jī)充電器外殼注射模結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法。分析和闡述了模具型芯零件的選材、熱處理工藝，手機(jī)充電器外殼的塑件的結(jié)構(gòu)要素，塑件的尺寸公差和精度的選擇，塑件的體積和質(zhì)量的計算方法。此手機(jī)充電器外殼注射模設(shè)計的結(jié)構(gòu)特點是點澆口形式的三分型面的注射模，是側(cè)向抽芯注射模。經(jīng)過生產(chǎn)驗證，該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，操作方便，使用壽命長，塑件達(dá)到技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：手機(jī)充電器外殼 注射模 滑塊 型芯

1 塑件工藝分析

1.1 塑件的結(jié)構(gòu)要素

塑件如圖1、圖2所示，其內(nèi)腔存在很多孔和凸臺，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。該塑件為手機(jī)允電器外殼，要求有一定的強(qiáng)度、剛度、耐熱和耐磨損等性能。同時作為手機(jī)充電器，必須滿足絕緣性。結(jié)合以上要求以及經(jīng)濟(jì)因素，故該塑件采用ABS塑料。

(1)脫模斜度。

脫模斜度足為了便于塑件的脫模，以免在脫模過程中擦傷制品表面，其大小取決于塑料的收縮率。脫模斜度的取向要根據(jù)塑件的內(nèi)外型尺寸而定。塑件內(nèi)孔以型心小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀擴(kuò)大方向標(biāo)出，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀減小方向標(biāo)出。要求開模后塑件留在型芯上，塑件表面的脫模斜度應(yīng)小于外表面的脫模斜度。根據(jù)ABS的性能，型芯的脫模斜度取1o。

(2)加強(qiáng)筋。

為了使塑件有一定的強(qiáng)度和剛度，又能避免因壁過厚而產(chǎn)生成型缺陷，在塑件中部的凹坑與外壁之間增設(shè)兩個加強(qiáng)筋，厚度2.5mm。

(3)塑件的圓角。

為了防止塑件轉(zhuǎn)角外產(chǎn)生應(yīng)力集小，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處或內(nèi)部連接處采用圓角過渡，內(nèi)外徑均取R5mm。塑件形狀工藝性非常復(fù)雜，沒有一個規(guī)則的外表面，里面又有很多螺釘柱和加強(qiáng)筋，使得脫模力增大，塑件的下平面又有僅1mm的臺階，采用推板推出必然導(dǎo)致螺釘柱拉斷，使得注塑工藝無法進(jìn)行。所以，在螺釘柱和加強(qiáng)筋附近必須設(shè)有推桿，以便推出塑件。

(4)塑件的壁厚。

塑件壁厚對塑件的成型、冷卻及變形會產(chǎn)生較大的影響。塑件壁厚不均，會導(dǎo)致各個部分固化收縮不均勻，易產(chǎn)生氣孔、裂紋、內(nèi)應(yīng)力等缺陷。根據(jù)手機(jī)充電器外殼的材料，結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等方面的要求，壁厚取2.5mm。

(5)孔。

制品上各種孔的位置應(yīng)盡可能設(shè)置在不減弱制品的機(jī)械強(qiáng)度的部位，孔的形狀也應(yīng)力求不增加模具制造下藝的復(fù)雜性。

(6)支承面。

以制品的整個底面作為支承面是不合理的，因為制品稍許翹曲或變形就會使底面不平。通常采用凸起的邊框或底腳(三點或四點)來作支承。當(dāng)制品底部有加強(qiáng)筋時，筋的端部應(yīng)低于支承面約O.5mm左右。

1.2 塑件尺寸公差與精度

該制品長140mm，寬80mm，最高60mm，貫83.6g，其粗糙度值為RaO.06mm。影響塑件公差的主要因素是：模具制造誤差及磨損誤差，尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損、塑料收縮的波動、注射工藝條件的變化、塑件制品的形狀和飛邊厚度的波動、脫校斜度及成型后制品的尺寸變化。手機(jī)充電器外殼上蓋的塑件選用的尺寸精度等級為6級，公差為GB/T14486-93尺小公差數(shù)值。

2 模具設(shè)計要點

1.1 方案的確定

方案一：1模2腔，購塑件平行放置，方向相反以便側(cè)向抽芯。澆口設(shè)在零件的上表面，使用定距拉桿加導(dǎo)柱和彈簧，礬保第一次分型面在定模座板和中間板之間分開，凝料先被拉斷。第二次分型而在動模板和中間板之間分開，以便取出制品。這樣分型有利于模具加工、注射、排氣、脫模，同時使得操作簡單方便。

方案二：1模2腔，兩塑件平行放置，方向相反以便側(cè)向抽芯。澆口設(shè)在零件的下表面，澆口道從推桿旁邊進(jìn)去，即做成潛伏澆口。但由于制品較高，流道太長，容易有澆注不足的現(xiàn)象發(fā)生。使用定距拉板分型自動脫落凝料和制品。但制品是殼體，下表面有臺階，而且多加兩塊推板使得本來就很長的流道加長，澆注不足的可能性就更大。

方案三：1模2腔，兩塑件平行放置，方向相反以便側(cè)向抽芯。儀用熱流道，可以消除廢料的產(chǎn)生，但流道過長加熱較復(fù)雜，而且ABS塑料流動性較好易產(chǎn)生涎流現(xiàn)象，改用PP等其它符合熱流道的塑料，不僅塑性能不能滿足制件功能要求，而且增加生產(chǎn)成本。

結(jié)合塑件注射可行性和經(jīng)濟(jì)性，對比以上3個方案，本次設(shè)計選擇方案一。

2.2 確定型腔分型面及型腔數(shù)目

模具上用以取出制品及澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表而稱為分型面，在制品設(shè)計時，必須要考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。因側(cè)向合模鎖緊力較小，故對于投影畫較大的大型制品，應(yīng)將投影面積大的分型面放在動、定模的合模主平面上，而將投影面積較小的分型面作為側(cè)向分型面。本模具的分型而選擇在塑件的大平面處。采用1模2腔結(jié)構(gòu)。

2.3 型腔、型芯的結(jié)構(gòu)

(1)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計：本設(shè)計采用嵌入式型腔結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于中小型塑件的模具中。加工方法可采用普通機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床、電火花、電鑄成型等方法。將一個整體型腔嵌入到型腔固定板中，嵌入的型腔材料可用低碳鋼或低碳合金鋼，滲碳淬火后拋光。

(2)型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計：型芯是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。本模具中型芯采用組合式型芯結(jié)構(gòu)。采用該種結(jié)構(gòu)可節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，也便于動模和定模位置精度，即有利于型芯冷卻和排氣的實施。

2.4 澆口的設(shè)計

澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大。其主要作用有兩個：一是塑料熔體流經(jīng)的通道；二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。在點澆口的限制性斷面前加工出圓弧，有利于延緩澆口處熔體凍結(jié)，對向型腔中補(bǔ)料有利。根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)要求，本設(shè)計采用點澆口形式。

點澆口的參數(shù)：由推薦值取點澆口直徑d=1.2mm，澆門長度L=1mm。

2.5 冷料穴的設(shè)計

當(dāng)分流道設(shè)計得比較長時，其末端留有冷料穴。其作用是收集塑料熔體的前鋒冷料，以防前鋒冷料堵塞澆口或進(jìn)入型腔，造成充模不足或影響制品的熔接強(qiáng)度或形成冷疤等缺陷。常用的冷料穴主要有帶工形拉料桿的冷料穴、帶推桿的倒錐形冷料穴，帶推桿的圓形冷料穴、帶拉料桿的球頭形冷料穴、帶椎桿的菌形冷料穴、主澆道延長式冷料穴。本次設(shè)計采用的是帶工形拉料桿的冷料穴，其特點是容易加工，而且有利于脫模時除去澆道口廢料，如圖3所示。

3 模具結(jié)構(gòu)及其工作過程

模具的分型面選擇在塑件的大平面處，1模2件。為減少澆口疤痕，采用點澆口注射。模具的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

1動模座板 2 8 12 21 24 26 31 36螺釘 3 14 18導(dǎo)柱 4 16導(dǎo)套 5墊塊 6支撐板 7凸模板 9凹模板 10限位拉板 11限位圓柱銷 13 28彈簧 15定模座板 17凸模型芯鑲塊 19推桿固定板 20推板 22 23推桿 25限位擋塊 27彈簧墊圈 29滑塊 30楔塊 32斜導(dǎo)柱圓定板 33斜導(dǎo)柱 34定位圏 35澆口套 37拉料桿 38復(fù)位桿 39限位釘

由于模具的凸模部分存在很多孔和凸臺，本設(shè)計凹模采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。凸模采用組合式凸模結(jié)構(gòu)，比較緊湊。針對側(cè)向抽芯距離比較短的情況，設(shè)計了二次分型滑動抽芯結(jié)構(gòu)。注射成型后，先從I—I而進(jìn)行一次分型，完成側(cè)向抽芯動作，當(dāng)限位圓柱銷碰到限位拉板的端頭時開始從Ⅱ-Ⅱ面二次分型，目的是拉斷點澆口，塑件包緊在凸模型芯上，當(dāng)運動到一定距離時，然后注射機(jī)推動推桿固定板，推桿發(fā)生作用，推出塑件脫落。同時拉料桿將凝料推出自動脫落。

模具的工作過程：注射成型后，開模時，在彈簧13和凝料拉料桿37的拉緊作用下，從I—I面一次分型，定模底板15與凹棋板9分開，凝料留在凹模板9一側(cè)；凹模板9帶動滑塊29后移，在斜導(dǎo)柱33的作用下，滑塊29在凸模板7上沿著導(dǎo)軌作橫向移動從而完成側(cè)向抽芯動作。當(dāng)限位圓柱銷11的端頭碰到限位拉板的端頭時凹模板9停止不動，一次分型結(jié)束，滑塊29與凸模板7繼續(xù)運動，開始從Ⅱ—Ⅱ而二次分型，首先拉斷點澆口，在塑件包緊凸模的包緊力作用下，塑件隨著凸模型芯17繼續(xù)運動。當(dāng)運動到一定距離時，注射機(jī)的頂桿推動推桿固定板19，帶動推桿將塑件推出動模，同時拉料桿37將疑料推出。

模具合模時，動模運動到Ⅱ—Ⅱ分型面使型芯和型腔嚙合。推桿22、23和復(fù)位桿38首先復(fù)位；繼續(xù)運動，當(dāng)滑塊29在楔塊30和斜導(dǎo)柱33的作用下，產(chǎn)生相對運動，壓制滑塊29沿導(dǎo)軌產(chǎn)生橫向運動，迫使滑塊復(fù) 位，當(dāng)凹模板9、和定模座板15完全嚙合時，結(jié)束合模。

開始下一個工作循環(huán)過程。

4 結(jié)束語

該套模具巧妙的設(shè)計了拉料桿37，保證了凝料在第一次分型時留在凹模板9一側(cè)，頂桿推動推桿固定板19時凝料自動脫落，實現(xiàn)了從泣射到塑件被頂出的全自動化，提高了生產(chǎn)效率?；瑝K19上的導(dǎo)軌既起導(dǎo)向功能，出便于安裝在凸模板上。由于塑件是壁厚較薄而均勻的塑件，而且，凸模部分有許多孔和凸臺，有較大的包緊力，為保正塑件的推出，故設(shè)計了36根推桿水平衡推出力。經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明，該副模具的開合模動作完全符合設(shè)計要求，適于大批量生產(chǎn)。

熱鍛模具鋼的熱處理

高熱穩(wěn)定性熱鍛模具鋼5Cr2NiMoVSi的熱處理

來源:數(shù)控機(jī)床網(wǎng) 時間:2008-6-3 16:01:46

國際模具網(wǎng)

摘要：5Cr2NiMoVSi鋼是近年來我國研制出的高熱穩(wěn)定性熱鍛模具鋼。雖然尚未納入GB/T1299-2000《合金工具鋼》國家標(biāo)準(zhǔn)，但已在實際生產(chǎn)中應(yīng)用多年，效果亦很好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

關(guān)鍵詞：5Cr2NiMoVSi鋼；高熱穩(wěn)定性；高韌性；高壽命

5Cr2NiMoVSi鋼是在5CrNiMo和4Cr5MoSiV(H11)鋼的基礎(chǔ)上研制的新鋼種。強(qiáng)度高于5CrNiMo鋼而稍低于4Cr5MoSiV(H11)鋼；沖擊韌度高于5CrNiMo鋼和4Cr5MoSiv(H11)鋼；淬透性接近5CrNiMo鋼。加熱時奧氏體晶粒長大傾向小，熱處理溫度范圍較寬，有利于大尺寸模塊長時間加熱保溫。特別是，鋼的熱穩(wěn)定性高于5CrNiMo鋼，接近于4Cr5MoSiv(H11)鋼。因此特別適合于與鍛件接觸時間較長因而模具工作面溫升較高的壓力機(jī)鍛模，和模鍛錘鍛模。

雖然5Cr2NiMoVSi鋼未納入GBT1299-2000《合金工具鋼》國家標(biāo)準(zhǔn)，但已在實際生產(chǎn)中應(yīng)用多年，效果亦好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

1 5Cr2NiMoVSi鋼的成份與性能

1.1 5Cr2NiMoVSi鋼的化學(xué)成分

1.2 5Cr2NiMoVSi鋼的物理性能

熱導(dǎo)率λ(室溫)·W/(m·k)：33.5。

比熱容Cp(室溫)·J/(Kg·k)：501.6。

2 5Cr2NiMoVSi鋼的熱加工與鍛造

熱加工鍛造是模具制造工藝過程中的重要工序，模具鍛造質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響到模具熱處理質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)系到模具的使用壽命。鍛造的目的不僅是為了將坯料鍛造成所需要的形狀，更重要的是可以改善和提高模具的性能，保證模具的使用壽命。

模具鋼經(jīng)合理鍛造后，有如下效果：

A.使塊狀、網(wǎng)狀、帶狀碳化物破碎，分布均勻。

B.改變模具中流線的方向，使流線合理分布。

C.改善模具中的氣孔，疏松，提高鋼的比重和致密度。

3 5Cr2NiMoVSi鋼的熱處理工藝

3.1 預(yù)先熱處理

5Cr2NiMoVSi鋼等溫退火后的組織為粒狀珠光體+極少量未溶碳化物(合金滲碳體.M23C6和少量M6C、Mc，總含量為6.79％)硬度為220-230HBW。

3.2 淬火工藝規(guī)范

5Cr2NiMoVSi鋼的淬火溫度范圍較寬，可在960-1010℃范圍內(nèi)選擇。在此溫度范圍內(nèi)加熱，鋼的奧氏體晶粒度在9-10級之間，溫度升到1060℃時，奧氏體晶粒開始急劇長大。

5Cr2NiMoVSi鋼的淬火加熱和冷卻工藝，是影響模具變形和開裂，獲得理想淬火組織和理想力學(xué)性能的關(guān)鍵。由于錘鍛模具尺寸較大，在冷卻過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力及組織應(yīng)力也很大，因此，錘鍛模淬火冷卻前要進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)冷。一般應(yīng)預(yù)冷至鋼的，AC3溫度附近，既880℃左右。預(yù)冷的方式：一是模具隨爐預(yù)冷，均溫后出爐淬火冷卻；二是出爐在空氣中預(yù)冷，小模塊(≤250mm)的預(yù)冷時間3-5min，大模塊(≥300mm)約5-8min。然后放入30-80℃的油中冷卻。為了冷卻均勻，最好進(jìn)行攪拌冷卻。鍛模一般冷至約150-200℃時就應(yīng)從油槽中取出，并立即回火。這時既可根據(jù)經(jīng)驗確定：模具提出油面時冒青煙而不再著火；也可以使用紅外測溫儀確定。鍛模在油中淬火冷卻的時間請參照表4。

5Cr2NiMoVSi鋼在960-1010℃溫度范圍內(nèi)淬火后的組織為板條馬氏體+孿晶馬氏體及少量殘余奧氏體。淬火后硬度為54-61HRC。

3.3 回火工藝規(guī)范

5Cr2NiMoVSi鋼具有較好的回火抗力，經(jīng)550℃回火后仍能保持高硬度(51-53HRC)。經(jīng)600℃回火后，硬度為47-48HRC，650℃回火后下降為42-44HRC。而5CrNiMo鋼經(jīng)650℃回火后硬度不足30HRC?？梢?Cr2NiMoVSi鋼的熱穩(wěn)定性比5CrNiMo鋼高出150℃左右。在450-550℃范圍內(nèi)回火時，從基體中析出M2C和VC等碳化物，具有較高的彌散度，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)。

由于大、中、小型模具的硬度要求不同，截面尺寸(主要是高度H)也不同，因此推薦的回火溫度范圍也較寬(請參照表5)。

一般情況下，由于模具淬火應(yīng)力很大，如果回火時加熱速度過快，會產(chǎn)生新的應(yīng)力，也常會使模具的變形或開裂的可能性增大，所以在回火加熱時，應(yīng)采用等溫預(yù)熱分段加熱回火形式。預(yù)熱溫度不應(yīng)高于350℃，高于350℃時，模具心部的殘余奧氏體將向上貝氏體轉(zhuǎn)變，不僅會降低模具的強(qiáng)度，而且會顯著降低模具的沖擊韌性。因此等溫預(yù)熱的溫度一般取280℃左右，此溫度下，殘余奧氏體將向下貝氏體轉(zhuǎn)變。由于下貝氏體具有高的強(qiáng)韌性和沖擊韌性，因而獲得下貝氏體組織是有利于提高模具的使用壽命。

由于5Cr2NiMoVSi鋼含有0.80-1.20％的Mo，因此對第二類回火脆性并不敏感，所以回火后的冷卻可采用空冷。雖然慢冷對鋼的沖擊韌性略有降低，但絕對值仍然滿足技術(shù)條件要求。

在生產(chǎn)條件下，常常采用一次回火。但由于回火不足(特別是大、中型模塊)，在生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生采用一次回火(加上回火時問短)后，模具極易產(chǎn)生開裂，有的甚至在未使用的情況下產(chǎn)生開裂。因此，在第一次回火后，應(yīng)當(dāng)再進(jìn)行第二次回火，將模具的內(nèi)應(yīng)力降至最低。

第二次回火必須在第一次回火后模具冷卻至室溫，使殘余奧氏體充分轉(zhuǎn)變后才能進(jìn)行。第二次回火溫度應(yīng)低于第一次回火溫度約10℃左右。

4 5Cr2NiMoVSi鋼熱處理后的力學(xué)性能

5Cr2NiMoVSi鋼經(jīng)960-1010℃加熱淬火，600-680℃加熱回火后，可獲得較高的綜合力學(xué)性能。

4.1 5Cr2NiMoVSi鋼985℃淬火后的力學(xué)性能。

4.2 5Cr2NiMoVSi鋼的高溫強(qiáng)度

5Cr2NiMoVSi鋼在500℃以下試驗時，高溫強(qiáng)度與5CrNiMo鋼相近，當(dāng)試驗溫度高于600℃時，5Cr2NiMoVSi鋼的高溫強(qiáng)度比5CrNiMo鋼高出一倍以上。這與5CrNiMo鋼中的M3C碳化物在高溫下易聚集長大有關(guān)。

4.3 5Cr2NiMoVSi鋼高溫沖擊韌度

500-550℃是模具工作面的工作溫度范圍，在此溫度下，5CrNiMo鋼的沖擊韌度處于谷值，而5Cr2NiMoVSi鋼的沖擊韌度僅有少許下降，比5CrNiMo鋼高出一倍。

5 5Cr2NiMoVSi鋼在汽車前軸鍛模中的應(yīng)用

東風(fēng)EQ140型汽車前軸鍛模的尺寸為1825×395×300mm，熱處理后的硬度要求為37-41HRC。鍛模在工作中所受的沖擊力比較小，但與鍛件接觸的時間長。模具表面的工作溫度較高。因此要求模具有高的高溫強(qiáng)度、耐磨性、抗回火穩(wěn)定性及耐熱疲勞性。

原前軸模在采用5CrNiMo鋼制造時，由于熱穩(wěn)定性及強(qiáng)度低，不能滿足壓力機(jī)模具對性能的要求，使用中常因熱磨損和熱裂嚴(yán)重而失效，使用壽命一般為5500-6000件。在改用5Cr2NiMoVSi鋼制造后，使用壽命顯著提高。

按上述熱處理工藝生產(chǎn)的5Cr2NiMoVSi鋼制前軸鍛模的使用壽命達(dá)到了9000件左右，比5CrNiMo鋼提高了50％左右，效果比較明顯。

6 結(jié)語

(1)5Cr2NiMoVSi鋼經(jīng)960-1010℃加熱淬火，600-680℃加熱回火后，可獲得較高的綜合力學(xué)性能。

(2)5Cr2NiMoVSi鋼具有較高的熱穩(wěn)定性，比5CrNiMo鋼高150℃以上。

(3)5Cr2NiMoVSi鋼鍛模的使用壽命比5CrNiMo鋼鍛模提高50％以上。

(4)5Cr2NiMoVSi鋼是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

(5)45Cr2NiMoVSi鋼的化學(xué)成分除C和Si比5Cr2NiMoVSi鋼略低外，其它化學(xué)成分基本一致，因此可參照上述工藝進(jìn)行熱處理。

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