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主要取決于所澆注金屬的溫度和類型,目的是延長模具的使用壽命,特別是在處理高熔點金屬時。金屬液的溫度越高,模具的損耗速度就越快。
鋅合金壓鑄模具
鋅合金的熔點通常在400~430℃范圍內,其壓鑄模型腔的表面溫度不會超過400℃。由于工作溫度相對較低,鋅合金壓鑄模具除了可選用常用的模具鋼外,也可選擇合金結構鋼或低碳鋼(如20鋼)。這些材料經過中溫固體碳氮共滲、淬火和低溫回火處理后,能夠表現出良好的性能。
常用于鋅合金壓鑄模具的材料包括合金結構鋼(如40Cr、30CrMnSi、40CrMo)和合金模具鋼(如5CrNiMo、5CrMnMo、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V、CrWMn)。
銅合金壓鑄模具
銅合金壓鑄模具的工作條件十分嚴苛,銅液溫度通常在870~940℃之間,模具型腔需承受高溫銅液的反復沖刷,這容易導致模腔表面產生冷熱疲勞裂紋,從而縮短模具的使用壽命。因此,銅合金壓鑄模具需具備高熱強性、良好的導熱性、韌性和塑性,以及高的抗氧化性、耐蝕性和優良的加工性能。
在國內,銅合金壓鑄模具常用的材料包括3Cr2W8V鋼和鉻鉬系熱作模具鋼。近年來,新型熱作模具鋼Y4在銅合金壓鑄模具中的應用取得了顯著成效,其抗熱疲勞性能優于3Cr2W8V鋼。國外則采用加鈷的鎢系高熱強模具鋼、鎢基合金和鉬基合金等材料,這些材料的性能優于3Cr2W8V鋼,但由于價格昂貴,在國內難以廣泛推廣。
鋁合金壓鑄模具
鋁合金熔液的溫度通常在650~700℃左右,壓鑄模模腔表面需承受高溫高速鋁液的反復沖刷,從而產生較大的應力,并受到液態鋁合金的熔損粘蝕作用。因此,鋁合金壓鑄模具的壽命需特別關注是否會發生粘模和模腔早期干裂問題。
國內常用的鋁合金壓鑄模具材料包括4Cr5MoSiV1(T302)、4Cr5MoSiV(H11)、3Cr2W8V以及新鋼種Y10和HM3等。3Cr2W8V鋼具有優異的回火抗力和熱穩定性,耐熱性高,但冷熱疲勞抗力相對較弱,容易在模具型腔表面產生冷熱疲勞裂紋。而T302和H11鋼的回火抗力和熱穩定性雖稍遜于3Cr2W8V鋼,但冷熱疲勞抗力顯著提高,使用T302鋼制造的鋁合金壓鑄模具壽命遠超3Cr2W8V鋼制造的模具。