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10 第10章 压铸模材料选择及技术要求.pptx

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本课件从压铸模承受的冲刷、冷热交变应力与合金液腐蚀等工作条件入手,分析热疲劳龟裂、脆裂与溶蚀三类失效形式,提出成型零件、滑动部件与结构件的性能要求;进而介绍压铸模具钢的特点与各零部件的常用材料及热处理要求,最后给出装配图应注明的技术要求、结构零件的公差配合与装配精度、表面粗糙度等总体技术要求。

第10章压铸模材料选择及技术要求章节封面,标示本章主题为压铸模材料选用与模具技术要求
本章要点页,要求熟悉模具失效形式、掌握常用材料性能与热处理以及模具总体技术要求
导入案例页,以一副卧式冷压室偏心浇口压铸模为例提出各零部件材料选择与热处理规范的确定问题
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第1页:第10章压铸模材料选择及技术要求封面

第10章 压铸模材料选择及技术要求

第2页:本章要点与学习目标

【本章要点与提示】

  • 掌握压铸工艺对模具要求:结合压铸工艺及对模具性能的要求,熟悉压铸模具材料失效形式
  • 掌握常用压铸模具材料:通过讲解及查阅教材,掌握压铸模具常用材料的性能及热处理要求
  • 应用压铸模具材料选用:通过实例结合实际工艺条件,学会对压铸模具各部件材料的选择
  • 掌握压铸模具技术要求:结合压铸模总体设计、制造等要求,掌握压铸模具体技术要求

第3页:导入案例:卧式冷压室偏心浇口模具

【导入案例】:如图所示为一卧式冷压室偏心浇口压铸模具,用来压铸成形铝合金压铸件(材料牌号:YZAlSi10)。应如何确定其各部分零部件的材料选择、热处理规范以及模具总体技术要求?

  • 1-推板;2-推杆固定板;3-垫块;4-限位块;5-拉杆;6-垫片;7-螺母;8-弹簧;9-滑块
  • 10-楔紧块;11-斜销;12、27-圆柱销;13-动模镶块;14-活动型芯;15-定模镶块;16-定模座板
  • 17、26、30-内六角螺钉;18-浇口套;19-导柱;20-导套;21-型芯;22-定模套板;24-支承板
  • 25、28、31-推杆;29-限位钉;32-复位杆;33-推板导套;34-推板导柱;35-动模座板

第4页:本章主要内容

【主要内容】

  • 10.1 压铸模工作条件和失效分析
  • 10.2 压铸模常用材料
  • 10.3 压铸模具技术要求

第5页:压铸模的工作条件

10.1 压铸模工作条件和失效分析——一、压铸模的工作条件

  • 直接受到冲刷、磨损、腐蚀、高温氧化
  • 模具温度剧烈升降,承受冷热交变应力(成型零件不同部位温度不同,内浇口处温度最高,型腔表面次之)
  • 压铸不同的合金工作条件也不同:锌熔化温度400℃、铝/镁600~700℃、铜900~1000℃,模具型腔表面温度分别在400℃、>600℃、>800℃
  • 脱模过程会引起局部机械应力

第6页:压铸模的失效形式

二、压铸模的失效:实际压铸生产中,模具失效主要表现为

  1. 热疲劳龟裂损坏导致失效
  2. 脆裂导致失效
  3. 溶蚀导致失效

压铸循环过程中的关联因素:热膨胀和收缩、热疲劳、机械应力、冲刷磨损、腐蚀、溶蚀;涉及模具型腔的表面压力、内浇口附近的材料流动、合金液到型腔表面的热传导,最终表现为裂纹扩张、变形与模具磨损。

第7页:对压铸模材料的性能要求

三、对材料的性能要求

(一)成型零件等(接触合金液)
  1. 高温强度/硬度、回火稳定性、抗冲击性能要高
  2. 导热性与抗热疲劳性能良好
  3. 抗粘附、腐蚀、高温氧化
  4. 耐磨性高、抗蠕变性良好
  5. 热胀系数小
  6. 热处理变形小、淬透性好
  7. 可锻性、切削加工性良好,修复时能熔焊
(二)不与合金液接触的滑动部件
耐磨性良好、强度适当、热处理变形小、淬透性好。
(三)受力件、结构件、紧固件
强度、刚度足够。

第8页:压铸模具钢的特点

10.2 压铸模常用材料——压铸模具钢的特点

  1. 压铸模具大多用合金工具钢制造,少数用高温合金和硬质合金;一般不用碳素工具钢(淬透性低、热疲劳抗力差、脆性大、易崩裂)
  2. 为了保证钢的韧性和热疲劳抗力,碳化物量不能太多,压铸模具钢中的碳含量一般在0.3%~0.6%之间,属亚共析钢
  3. 常用合金元素为 Cr、W、Mo、V、Ni、Si 等:Cr、Mn、Si、Mo 可提高淬透性;W、Mo、V 可增加抗热性和耐磨性;Cr、Mn、Si 可获得好的抗氧化性

第9页:压铸模零部件常用材料及热处理要求

压铸模零部件常用材料及热处理要求
零件名称压铸合金常用材料热处理要求
型腔镶块、型芯、滑块中成型部位等成型零件(与金属液接触)锌合金4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V44~48 HRC
型腔镶块、型芯、滑块中成型部位等成型零件(与金属液接触)铝、镁合金4Cr5MoSiV1、4CrMoSiV1、3Cr2W8V43~47 HRC
型腔镶块、型芯、滑块中成型部位等成型零件(与金属液接触)铜合金3Cr2W8V、3Cr2W5Co5MoV、4Cr3Mo3W2V、4Cr3Mo3SiV38~42 HRC
浇道镶块、浇道套、分流锥等浇注系统锌、铝、镁、铜合金4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V—
导柱、导套、斜销、弯销等滑动配合件锌、铝、镁、铜合金T8A(T10A)50~55 HRC
推杆锌、铝、镁、铜合金4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V45~50 HRC
复位杆锌、铝、镁、铜合金T8A(T10A)50~55 HRC
动(定)模套板、支承板、垫块、动(定)模底板、推板等模架结构锌、铝、镁、铜合金45、Q235、铸钢调质 220~250 HBS

源表中材料与热处理数值按零件行与合金列整理,个别单元格(如浇注系统零件的硬度)原表未单列,建议对照原表核对。

第10页:压铸模具装配图应注明的技术要求

10.3.1 压铸模具装配图应注明的技术要求

  1. 模具的最大外形尺寸(长×宽×高)
  2. 选用压铸机型号
  3. 压铸件选用的合金材料
  4. 选用压室的内径、比压或喷嘴直径
  5. 最小开模行程(如开模最大行程有限制时也应注明)
  6. 推出行程
  7. 标明冷却系统、液压系统进出口
  8. 浇注系统及主要尺寸
  9. 特殊运动机构的动作行程

第11页:结构零件的公差与配合

10.3.2 结构零件的公差与配合

滑动零件的配合
在充填过程中金属液不致窜入配合间隙;受热膨胀后不致使原有配合间隙产生过盈导致动作失灵。
固定零件的配合
在金属液冲击下不致产生位置上的偏移;受热后不会因热膨胀变形而影响模具正常生产;维修时拆装方便。

第12页:压铸模具总体装配精度要求

模具分型面对动、定模座板安装平面的平行度
被测面最大直线长度/mm公差值/mm
≤1600.06
160~2500.08
250~4000.10
400~6300.12
630~10000.16
1000~16000.20
导柱、导套对定、动模座板安装平面的垂直度
导柱、导套有效导滑长度/mm公差值/mm
≤400.015
40~630.020
63~1000.025
100~1600.030
160~2500.040

第13页:零件的表面粗糙度要求

压铸模零件的表面粗糙度(Ra/μm)
表面位置表面粗糙度 Ra/μm
镶块、型芯等成型零件的成型表面和浇注系统表面0.1~0.2
镶块、型芯、浇道套、分流锥等零件的配合表面≤0.4
导柱、导套、推杆、斜销等零件的配合表面≤0.8
模具分型面、各模板间的接合面≤0.8
型芯、推杆、浇道套、分流锥等零件的支撑面≤1.6
非工作的其他表面≤6.3

第14页:本章小结

【本章小结】一副压铸模具通常需要好几种材料来制成,每一种材料均在压铸模具中发挥一定的作用,选择合适的模具材料是压铸模具设计成败的关键之一。

  • 本章从压铸模具工作条件入手,针对模具的失效形式提出模具用材的性能要求
  • 通过介绍压铸模常用材料及热处理要求,进而分析模具各部分的材料选择
  • 同时介绍了压铸模具的装配、零件的尺寸、形位公差的具体技术要求
  • 本章重点是根据实际模具工作条件合理选择相应的材料以及压铸模具设计的具体技术要求

第15页:第10章结束页

The end

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