长期以来,新型热芯盒模具价格与其价值不协调,导致模具行业出现“经济效益小、社会效益大”的现象。"干模不如干模的标准品好,但干标准件不如干模带好。干带部件生产不如模具企业产品异常现象的存在,很大地挫伤了模具企业职工包括模具车间和分厂的积极性。这也是热芯盒设计模具行业不能留住人才的原因之一,年轻人和青年工人都不想学习这项技术。
挤压新型热芯盒铸造模具铜合金用材料铜合金的浇注温度约为900~1 180 C,模具在工作过程中出现的粘焊、热疲劳裂纹、表面氧化等损坏比铝合金严重的多叫。目前模具河北热芯盒材料主要采用3Cr2W8V等铬钨钒钢,并经调质处理,也可采用4Cr5MoSiV1钢。模具寿命一般在千次以上。对于冲头、型芯等受热、受力较大的零件,为提高其寿命,则可采用难熔金属。如钨基合金Anviloy 1150,其化学成分w为90% W.4% Mo、4% Ni和2% Fe,采用粉末冶金方法生产。由于钨合金熔点高,液态金属对其润湿性低、粘附性小,不易造成粘焊、熔蚀等模具损伤,并且钨合金在600C以上的高温性能高于钢,因此适用于铜合金用模具。与其类似的还有MTZ钼基合金、镍基高温合金Inconel718以及上海钢铁研究所研制的GH-761、GH 4145等难熔金属及高温合金。但是,使用难熔金属及高温合金将会导致成本提高,并使加.工困难口。
添加剂壳型(芯)广泛应用于铸件的生产中,新型热芯盒覆膜砂满足各种工况的要求,必须具备基本的性能和一些特殊的性能。当覆膜砂掺入不同的外加剂时,覆膜砂的应用可以得到扩展和改进水平。关于热芯盒设计涂层砂的性能和涂层砂的性能测试,包括:粘结性、粒度、流动性、熔点固化速率、剥离指数、模具强度、室温强度、高温强度、高温膨胀、气体排放、燃烧降低和溃散性等。
新型热芯盒铸造模具的热处理铝,镁和锌等低熔点合金用挤压铸造模具的热处理一般选用热模工具钢作为模具材料,经调质处理后再进行氮化或氰化等表面处理。采用4Cr5MoSiV1钢制作模具时,也可采用近年来发展起来的真空热处理技术。使用结果表明,4Cr5MoSiV1钢比较适用于铝、镁和锌等合金的挤压热芯盒设计模具,并能获得比3Cr2W8V钢更高的使用寿命。铜合金用挤压铸造 模具的热处理,对常用的模具钢3Cr2W8V钢主要进行调质处理,对模具还要进行渗氮处理以避免粘焊,但是渗氮后脆性增加,故需再进行高温回火。黑色金属用挤压铸造模具的热处理一般采用渗金属及三元共渗工艺,以提高模具的抗热疲劳性能。
根据中国新型热芯盒模具行业协会的划分,我国模具工业产品结构现状基本分为10大类,其中热芯盒设计冲压模具和塑料成型模具占主要部分。产值上去看,目前咱国冲压模约占百分之五十,塑性成形模约占百分之二十,拉深模(工具)约占百分之十,且世界发达工业国家和地区塑性成形模所占比重一般占模具总产值的百分之四十以上。我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等,精冲模,精密多工位级进模还为数不多,
铸造黑色金属用河北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。