如何有效提高壓鑄模具的壽命（下）

3．6模具高能量密度表面強化處理

高能量密度表面強化是材料表面施加極高的能量，使之發生物理化學變化，以達到強化的目的。其主要特點是：工序簡單，過程迅速，零件變形小，生產效率高。其中以采用電火花表面強化工藝乃是一項減少表面沖蝕，防止金屬與模面咬合，提高使用壽命的有效途徑之一。其原理系利用脈沖電路的充分放電原理，將硬質合金制成的電極(Y68)，接通電源的正極，金屬工件接通電源的負極，二者在空氣中作周期性地接觸，引起氣隙放電，形成火花與高溫。在高溫作用下，碳化鎢從電極上升華釋放，在工件的表面產生并完成一系列包括：重熔，沉識，擴散、化合及淬硬的過程，使被涂復的工件表面形成一層成分均勻，結構致密，高硬度的碳化鎢沉積層。強化層與基體結合牢固，耐沖擊，不剝落。強化處理時，放電點極小，時間短，無退火及變形。經強化后的模具，無論在耐熱性，耐蝕性，紅硬性及耐磨方面，都有很好的成效。

國外出現的一種氧氮表面擴散法即模具在真空下，在5400C溫度下加熱4小時，并通入氨氣，接著添加丙烷及二氧化碳，直到形成0.03毫米深度的氧化鐵，氮化鐵及碳化鐵為止，經600℃溫度處理后，其表面硬度達到HV750。在氮化處理方面，以氣體軟氮化為最好，經處理后的模具有較高的表面硬度，耐磨性及沖擊韌性。其化合層致密，提高了模具抗擦傷，抗咬合，抗粘模和耐腐蝕能力。此外氣體軟氮化的生產周期短，易返修、設備簡單、操作方便。

3. 7采用良好的操作規范

操作規范中首要的問題是生產前模具的預熱。模具中應力的大小與模具的溫度梯度成正比，因此適當地提高預熱溫度是能夠理解的。但是過高的預熱溫度使型腔的表面接觸溫度也高，有損材料的屈服強度，對模具的抗熱疲勞性能是不利的。此外模具在服役過程中，始終保持處于熱平衡狀態，己成為提高模具壽命，增加生產效率和保證鑄件的致密性方面的重要手段：對于冷卻水道的布置以及熱油加熱、冷卻控制設備的應用，首先以測出模具溫度場的分布作為依據。采用熱電模似法測出等溫線的分布規律仍有其實用價值，它是在熱電物理現象彼此相似的理論基礎上而被采用的。在穩定的條件下，也就是說，在溫度場中的溫度與電場中的電位不隨時間變化的條件下，固體的導熱現象與直流電路中導體的導電現象，都可以用同一個拉普拉斯微分方程式描述。根據相似理論，如果兩種不同的物理現象，都可以用一個微分方程式描述，并且實現邊界條件，幾何條件與物理量相似，如電場中的電壓、電阻，電流與溫度場中的溫差、熱阻、熱流彼此相似，那么就可以在電模型上模擬熱原件上的傳熱現象出來，對生產起到指導性作用。操作過程中的節奏性和連續性，再加上模具溫控裝置的配合使用，都可為保持模具最佳的熱平衡狀態創造條件。

3．8保證壓鑄模具的加工質量

壓鑄模具在磨削加工過程中由于砂輪的不夠鋒利，引起摩擦熱，會引起表面出現磨削裂紋。此外由于磨削應力的存在，也會降低壓鑄模具的熱疲勞能力。

型腔表面，特別是澆道表面光潔度不高或者型面有少量擦傷及劃線痕跡處，都是裂紋源。模具鑲塊與套板之間的配合精度選用不當，或者由于過松影響熱傳導效率或者由于過緊，產生予應力而使套板碎裂。模具與機器之間安裝精度，包括平行度與垂直度，皆可能影響導向件的過早磨損。對于用電火花加工的模具應用日廣的今天，在加工過程中，由于局部高溫形成表層下的回火區。該區在組織上及化學成分與基體不同，硬度高，再加上表面存在著殘余應力，加工后型面易形成細微裂紋，有必要進行拋光處理。

3．9 模具磨損后后道工序的處理

采用電火花碳化鎢表面強化工藝，乃是一項減少表面沖蝕，防止金屬與模面咬合，提高使用壽命的有效途徑之一。此法既可作為修復模具的手段，也可在新模具正式投入使用前，對型腔，型芯，澆注系統部分工況條件特別差的部位，進行有選擇性的表面強化處理。國內已設計并研制成功低壓等離子噴涂機組，可將工件置于低壓真空條件下進行等離子噴涂，使工件獲得高強度，耐高溫，耐腐蝕等特殊涂層。

3．10采用相應的輔助性措施加速壓鑄摸具生產

推廣壓鑄模具加工新技術，以縮短生產周期，乃是當務之急。

其中首推電火花加工，其優點是：

1)不論何種材料，只要是導電體，也不論硬度有多高，均能加工。

2)加工也可在熱處理后進行，基本上解決了變形問題。

3)有精度較高的表面，減少鉗加工工作量。

4)壓鑄模具形狀愈復雜，愈能體現出其優越性。

5)復雜凹模不必采用鑲拼結構，而采用了整體，節約了設計，制造，裝配工作量，對于鑄件的外觀質量也有保證。問題是鏤蝕的速度較慢，可采用先機械粗加工后進行。

型腔冷擠或溫擠成型，能達到較高的表而光潔度，流線沿輪廓分布，不遭切割，型腔表面加工硬化，提高了耐磨性。

翻模法在以銅合金材料制成的鑲塊模具中仍不失為以數量頂住不斷損耗的方法。

陶瓷型精密鑄造法，由于模具型腔表面的迅速冷卻，晶粒及細小碳化物的均勻分布，與鍛鋼相比，在抗彎強度、耐磨性、熱穩定性、耐熱疲勞及裂紋擴展性能以及壓縮條件下的彈性極限都好，就是塑性及韌性較差，用于壓鑄模生產，如在控制尺寸精度方面有所突破，有其發展前景。

3 .11建立全面質量管理制度

模具在生產及使用過程中貫徹執行全面質量管理獲得模具質量信息的重要手段，其中以PDCA四階段制卓著成效。四階段制的具體內容：

1)計劃(Plan)—充分調查模具工作條件進行設計，選材和制訂工藝；

2)實施(Do)—根據設計，通過冷熱加工工序，制成模具；

3)檢(Check)通過模具成品檢驗和使用中的考驗，檢查與分析模具是否符合使用要求；

4)處理(Action）—根據檢查分析結果和使用者的意見，采取相應措施，同時把有關信息反饋到模具設計和加工部門，保證下一次設計制造中得到充分反映。

全面質量管理中另一個重要環節是建立模具技術卡片制，日常記錄模具的生產對象、工作條件，修復次數、破壞形式及使用壽命，摸索出失效的規律性。

保證生產的均衡性，是從管理角度來說的一個重要方面，均衡生產，能使每付模具的負荷保持均勻，避免前松后緊或前緊后松現象，這樣對于防止積壓和浪費、縮短生產周期，降低鑄件成本，建立正常的生產秩序和保證安全生產各方面都是有利的。

3．12實現模具零部件的標準化

標準化中包括通用模架，通用模座以及組合模具在內，這樣為實現先進的快換摸具裝置創造條件。模具零部件實現標準化后，對減少設計工作量，縮短生產周期，加速模具周轉、模具互換利用，節約鋼材等方面都體現出獨特的優點。