新型覆膜砂模具工业现状与发展趋势“模具是工业生产的基础工艺装备”,是金属与非金属压力成型、塑性成型加工工艺系统的专用工艺装备(工装)。模具广泛应用于电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家用电器及通讯产品中,60%-80%的零件是由模具成形的。使用该模具制造的产品的高精度、高复杂性、高性能、高生产率和低消耗与其它加工和制造方法不相似。烟台覆膜砂模具产业是国家高新技术产业的重要组成部分,是国家振兴装备制造业的指导方向之一。实现模具生产的产业化、商品化、标准化是制造技术进步和水平的标志,是制造业现代化的技术基础。
典型的新型覆膜砂铸造模具用钢3Cr2W8V钢用作铝合金和镁合金挤压型腔零件,一般是采用调质处理,再经表面氮化工艺。也可对其采用分级淬火工艺,来获得变形量小、又均质高硬度的型腔零件。采用分级淬火工艺可使热处理变形明显减少,无需再进行精加工即可直接使用。也可以在分级淬火后,经表面化学热处理后再使用。此种处理的覆膜砂设计模具零件可以获得较高的使用寿命。3Cr2W8V钢用作铜合金和黑色金属挤压型腔零件,一般要选取含碳量低的(≤0.35%C)炉号,采用淬火加高温回火热处理工艺。淬火温度最好选取1 100~1 150 C ,硬度控制在38~42 HRC之间,此种模具的型腔表面不采用氮化等表面处理。
新型覆膜砂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、覆膜砂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。
新型覆膜砂覆膜砂旧砂再生回用覆膜砂用量逐年增加,有的厂家用量达万吨以上,废旧砂堆积如山。既占地面又污染环境,也浪费矿产资源,废旧砂经焙烧后,膨胀收缩小,表面氧化物少,比原砂性能好,如能再生回用,不仅能提高覆膜砂设计覆膜砂的性能,降低成本,节约资源,消除废旧砂的环境污染,更重要的是有利于子孙后代的生存和发展。所以研究废旧砂再生回用具有重大的现实意义和长远意义。
新型覆膜砂覆膜砂的特点覆膜砂与粘土砂、油砂及树脂砂相比有如下特点:覆膜砂可适用不同材质形状复杂、重量不等、大小不限、尺寸精度高、表面光洁的优质铸件生产覆膜砂流动性好,吹制砂型(芯)成型好,砂芯(型)外型轮廓清晰,能够做出极其复杂的砂芯,如汽车发动机的缸体、缸盖水道芯等。砂芯强度高,可制作断面厚约2.5mm~3mm的砂芯。砂芯表面质量好、致密、无疏松,表面光滑、质量好的铸件可不涂涂料浇注。浇注后的砂芯具有良好的溃散性和易清理砂,对于铝合金专用覆膜砂铸件也更容易清除砂。砂模和砂芯不易吸收水分,可长期存放,且强度下降较小,有利于储存、运输和使用。目前存在的缺点:覆膜砂设计覆膜砂制造及制芯过程中耗热能较大,制芯及浇注时有刺激性气味,不利于环保。同时,与其他砂相比价格较高;与吹气固化冷芯盒相比,固化速度慢,生产效率低。
新型覆膜砂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,为生产优质覆膜砂设计覆膜砂提供条件,有助于降低废品和提高生产率。