铸造黑色金属用金昌新型模具材料钢和铸铁的浇注温度约在1 300~1 600 C之间,因此,模具零件多采用铬钨钒或铬钼钒等模具钢,并经调质处理。若模具尺寸精度要求不高,也可采用低碳钢。黑色金属用模具的寿命一般只有几百次到儿千次,冲头和型芯的寿命则更短。最为常用的3Cr2W8V钢由于其热疲劳抗力差,使用寿命很低。新型热芯盒模具的低寿命已成为黑色金属挤压铸造中的难题 目前,国内外正在大力研究使用钼、钨或铌基难熔合金,铁、钴、镍基耐热合金以及其它材料。如钨基合金Anviloy 1150、MTZ钼基合金、镍基高温合金Inconel718、GH-761等几种合金也同样适用于挤压铸造黑色金属用模具材料。表1是挤压铸造型腔材料选择的情况。
金昌新型覆膜砂高温耐热时间为指标,评价覆膜砂的高温强度和线膨胀率。报告的线性膨胀率没有详细说明试验方法和仪器。我们认为用耐火材料工业试验方法评价高温抗压强度是合理的,新型热芯盒覆膜砂由于具有较高的测试精度,用产气量和着火损失来评价覆膜砂的产气特性更为合理。钢和铁1000℃和铝合金铸件700-750℃的气体检测温度设置更为合理较为合适。
新型热芯盒模具工业产品结构现状模具平均寿命不足100万次,模具最高寿命达到1 .亿次以上,精度达到3~5um,有50个以上的级进工位,与国际上最高模具寿命6亿次,平均模具寿命5000 万次相比,处于80年代中期国际先进水平。我国的塑料成形模具设计,制作技术起步较晚,整体水平还较低。目前单型腔,简单型腔的模具达70%以上,仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模,多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为80万次左右,主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、热芯盒设计模具排气不畅和型腔易损等,注射模精度已达到5um以下,最高寿命已突破2000万次,型腔数量已超过100腔,达到了80年代中期至90年代初期的国际先进水平。
新型热芯盒铸造模具是一种先进的机械零件液态成形技术,具有工艺适用性好、工艺出品率高、劳动条件较好等优点,其生产出的挤压铸件致密度高、组织均匀、无内部缩孔和气孔、力学性能与模锻相当,可用于各种有色合金,并能成形复杂零件,是一种很有发展前途的工艺方法。在挤压铸造生产过程中,热芯盒设计模具材料的选择以及模具的热处理对铸件的质量和模具的寿命有着重要的影响,要求模具材料:①高温下具有较高的强度,硬度、耐磨性和适当的塑性,并在长期的冷却加热工作过程.中,组织与性能保持稳定;②具有良好的抗热疲劳性能,有良好的抗裂纹扩展能力;③高温下不易氧化,能抵抗液态金属的粘焊和熔蚀;④导热性好,热膨胀系数小。
新型热芯盒模具工业的工业结构现状相对落后,仍不能被称为独立行业。产品厂模具分厂或车间,以供应产品厂所需模具为主要任务;模具制造企业可分为四类:专业模具厂,专业生产外供模具;三资企业的模具分公司,其组织模式与专业模具厂相似,以小型化、专业化为主;乡镇模具企业与专业模具厂相似。其中一级的量是最多的,并且模具的产量占总输出的70%以上。目前有19个大部门制造和使用模具,热芯盒设计模具行业的管理体制比较零散。没有统一的管理部门。依靠中国模具工业协会的总体规划,很难把重点问题、跨行业、跨行业管理放在突出位置。
新型热芯盒覆膜砂用原砂根据铸件的材质和特性不同,要求选用不同品种和性质的原砂。通常用天然硅砂,有特殊性能要求的可选用锆英砂、铬铁矿砂以及镁橄榄石砂等原砂。如果原砂经高温焙烧或采用旧砂再生,可降低硅砂的热膨胀率,去除硅砂表面有机物(高温时会分解出气体)以及改变砂粒表面特性。用焙烧砂生产的覆膜砂膨胀率低、发气量少、强度高,而且对消除或减少铸件粘砂、变形、型芯裂纹、断裂都有好处。不论哪种原砂都要求砂的形态及形貌要好,粒形最好呈圆形,粒度分布适宜,微粉含量低。通过擦洗或其他方式降低含泥量和灼碱龟,提高原砂品位,从而降低辅料的加入量,可大幅度提高覆膜砂的使用性能和工艺性能,为生产优质热芯盒设计覆膜砂提供条件,有助于降低废品和提高生产率。