W基合金

對特殊型芯,國外有采用W基合金的。W占90%以上,其余為Ni、Fe和Mo與H13相比,它具有三至四倍的導熱性和三分之一的膨脹率,非常適用于無法用水冷卻的小鑲塊和型芯。使用前*熱處理,硬度僅為HRC30。典型牌號為Anvilloy1150,其使用壽命為H13的五倍。但該材料成本太高,約10倍于H13 發展與研究方向 北美壓鑄協會(NADCA)在1994年年會上提出壓鑄行業今后要解決以下四個方面的問題。

改善壓鑄模具件的**性 市場預測指出,鋁結構壓鑄件的需求會在今后有大幅度提高。因此,提高壓鑄件質量的**性是十分迫切的。在生產時**控制壓鑄件的缺陷與氣體含量,而且要有很好的重復性和穩定性。這需要研究澆口與排氣道的設計與效果,研究模具抽氣的方法與效果。在生產工藝上,引進擠壓鑄造技術原理生產壓鑄件。NADCA計劃開展一個新的研究課題,使用臥式壓鑄機生產高質量的擠壓鑄件,以滿足市場需求。

改善合金質量 金屬熔體中的雜質,如氧化物夾雜,不僅惡化壓鑄模具件的性能,也影響其鑄造性。加強關于雜質對壓鑄模具件性能和對合金鑄造工藝性影響的研究,在此基礎上提出一個合金清潔度標準。該標準將根據壓鑄件的機械性能和合金所需的鑄造性能,確定熔體應達到的清潔度水平。同時,由于壓鑄過程中金屬高速凝固,變質處理能否象在其它鑄造中起到提高鑄件的機械性能的作用,這也需要進行研究。

3Cr2W8V鋼壓鑄模具,經調質、520～540℃氮化后,使用壽命較不氮化的模具提高2～3倍。美國用H13鋼制作的壓鑄模具,不少都要進行氮化處理,且以滲氮代替一次回火,表面硬度高達HRC65～70,而模具心部硬度較低、韌性好,從而獲得優良的綜合力學性能。氮化工藝是壓鑄模具表面處理常用的工藝,但當氮化層出現薄而脆的白亮層時,無法抵抗交變熱應力的作用,較易產生微裂紋,降低熱疲勞抗力。因此,在氮化過程中,要嚴格控制工藝,避免脆性層的產生。較近,國外提出采用二次和多次滲氮工藝。采用反復滲氮的辦法可以分解*在服役過程中產生微裂紋的氮化物白亮層,增加滲氮層厚度,并同時使模具表面存在很厚的殘余應力層,使模具的壽命得以明顯提高。此外還有采用鹽浴碳氮共滲和鹽浴硫氮碳共滲等方法。這些工藝在國外應用較為廣泛,在國內較
少見。如TFI+ABI工藝,是在鹽浴氮碳共滲后再于堿性氧化性鹽浴中浸漬。工件表面發生氧化,呈黑色,其**性、耐蝕性、耐熱性均得到了改善。經此方法處理的鋁合金壓鑄模具壽命提高數百小時。再如法國開發的硫氮碳共滲后進行氮化處理的oxynit工藝,應用于有色金屬壓鑄模具則更具特點。
由于滲硼層的高硬度(FeB:HV1800～2300、Fe2B:HV1300～1500)、**性和紅硬性,以及一定的耐蝕性和抗粘著性,滲硼技術在模具工業中獲得較好的應用效果。但因壓鑄模具工作條件十分苛刻,故滲硼工藝較少應用于壓鑄模具表面處理中,但近年來,出現了改進的滲硼方法,解決了上述問題,而得以應用于壓鑄模具的表面處理,如多元、涂劑粉末滲等。涂劑粉末滲硼的方法是將硼化合物和其他滲劑混合后涂覆在壓鑄模具表面,待液體揮發后,再按照一般粉末滲硼的方法裝箱密封,920℃加熱并保溫8h,隨之空冷。這種方法可以獲得致密、均勻的滲層,模具表面滲層硬度、**性和彎曲強度都得到提高,模具使用壽命平均提高2倍以上。

近年來,在模具表面強化中采用加入稀土元素的方法得到廣泛推崇。這是因為稀土元素具有提高滲速、強化表面及凈化表面等多種功能〔13〕,它對改善模具表面組織結構,表面物理、化學及力學性能均有較大地影響,可提高滲速、強化表面、生成稀土化合物。同時可*分布在晶界上微量雜質的有害作用,起著強化和穩定模具型腔表面晶界的作用。另外,稀土元素與鋼中的有害元素發生作用,生成高熔點化合物,又可抑制這些有害元素在晶界上偏聚,從而降低深層的脆性等。在壓鑄模具表面強化處理工藝中加入稀土元素成分,能夠明顯提高各種滲入法的滲層厚度、提高表面硬度,同時使得滲層組織細小彌散、硬度梯度下降,從而使得模具的**性、抗冷、熱疲勞性能等顯著提高,從而大幅度提高模具壽命。目前應用于壓鑄模具型腔表面的處理方法有:稀土碳共滲、稀土碳氮共滲、稀土硼共滲、稀土硼鋁共滲、稀土軟氮化、稀土硫氮碳共滲等。
近年來由于冷焊技術的發展，使得表面處理技術得到很大的提高，特別是ESD-05上市以后，可以使用碳化物等不同材質的焊材對表面進行處理，這種方式方便簡單，成本低，使用方便。同時效果也好，漸漸的已經成為行業的主選





(來源：易傳播)

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