铝合金压铸模具对模具钢的性能要求 -压铸模具材料

压铸模型腔直接与高温、高压和高速充填的金属液接触，在短时间内温度变化很大，所以压铸模的工作环境十分恶劣，因此对压铸模材料的选择应慎重。

压铸模零件中最重要的零件是与金属液接触的成型工作零件，通常用热作模具钢制成。按性能分，它属于高热强热模钢；按合金元素分，它属于中合金热模钢。由于被压铸材料的温度差别较大，因而对压铸模的材料及性能要求也不同。用于制造锌合金、镁合金和铝合金的压铸模的材料，必须具有高的回火抗力和冷热疲劳抗力，及良好的渗氮(氮碳共渗)工艺性能，我国压铸界在充分挖掘 3Cr2w8V钢种潜力的同时，积极开发用于压铸模的新钢种，其中最有代表性的新钢种为4Cr5MoVlSi。我国的铝合金压铸模具寿命与国外相比相差较大，延长模具寿命对于铝合金压铸行业的发展具有重要的意义。

压铸模反复与炽热金属接触，要求压铸模具材料具有良好的可锻性、切削性、耐磨性和耐蚀性，在高温下具有较高的红硬性、高温强度、抗回火稳定性和冲击韧度。其次就是压铸模具的材料要具有良好的导热性、抗疲劳性、高温抗氧化性、淬透性和较小的热处理变形率。好的压铸模具材料是做好压铸模具的基础，而压铸模具又在压铸件生产过程中起着主导性作用。

对铝合金压铸模用钢的主要性能要求：热疲劳性能高的热硬性，热稳定性，耐磨性，热疲劳性能。

1.高的回火抗力和冷热疲劳抗力

大量连续生产的铝合金压铸模具，长时间处于一定温度作用下，应持续保持其高硬度，而且应不粘模及不产生氧化皮。因此，模具应具有良好的抗氧化性与回火稳定性。铝合金压铸模具表面反复受到高温加热与冷却，不断膨胀、收缩，产生交变热应力，此应力超过模具材料的弹性极限时，就发生反复的塑性变形，引起热疲劳。同时模具表面长时间受到熔融金属的腐蚀与氧化，也会逐渐产生微细裂纹出现早期龟裂，大多数情况下，热疲劳是决定压铸模具寿命的最重要因素。

2.压铸模用钢在高温下应具有足够的强度、硬度、韧性、塑性及耐热性能

铝合金压铸模具受到熔融金属注入时的高温、高压和热应力作用，容易发生变形，甚至开裂，因此，模具钢在工作温度下应具有足够的高温强度与韧度，以及较高的硬度和耐热性能。

3.良好的导热、耐腐蚀、抗氧化性

铝合金压铸模具长时间处于600-700℃高温作用下，为保证各种性能稳定，必须要求模具钢要有具有良好的导热、耐腐蚀、抗氧化性

4.良好的抗熔融金属的损伤性

随着压铸机的大型化，压铸压力也在增大，已从低压的20-30MPa，提高到高压150-500MPa。高温高压浇铸可产生明显的熔融损伤，模具应对此具有较大的抵抗力。为此，模具材料必须具有较大的高温强度、较小的对熔融金属的亲和力，模具表明粗糙度要小，并附有适当的氧化模、氮化层等保护层，而不存在脱碳层。

5.透性好、热处理变形小

一般压铸模具的制造方法是将退火状态的模具材料雕刻型腔，然后热处理，得到所需要的硬度；或将模具材料先进行热处理，得到需要的硬度，再雕刻型腔。先雕刻型腔后热处理的制造方法，有高的硬度和强度，不易产生熔损与热疲劳。无论用哪一种方法进行热处理，得到均一的硬度是必要的，所以要求淬透性好，特别是先雕刻型腔后进行热处理，要用热处理变形小的材料，这点对于尺寸大的模具尤为重要。

生产中用于压铸铝合金的国产钢号有3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、4Cr5MoSiV，硬度值42～50HRC;常用的进口钢材有H13\8407\8418\1.2344\1.1343等。

根据压铸模具的用途不同，要求它具有不同的硬度。表面硬度越高，耐磨性就越好，而且不会使液体金属黏附在模膛上。韧软的心部和高硬度的表面，使压铸模具有良好的工作性能。