各種壓鑄模具表面處理新技術不斷涌現(xiàn),但總的來說可以分為以下三個大類:
(1)傳統(tǒng)熱處理工藝的改進技術;
(2)表面改性技術,包括表面熱擴滲處理、表面相變強化、電火花強化技術等;
(3)涂鍍技術,包括化學鍍等。
傳統(tǒng)的壓鑄模具熱處理工藝是淬火-回火,以后又發(fā)展了表面處理技術。由于可作為壓鑄模具的材料多種多樣,同樣的表面處理技術和工藝應用在不同的材料上會產(chǎn)生不同的效果。史可夫提出針對模具基材和表面處理技術的基材預處理技術,在傳統(tǒng)工藝的基礎上,對不同的模具材料提出適合的加工工藝,從而改善模具性能,提高模具壽命。熱處理技術改進的另一個發(fā)展方向,是將傳統(tǒng)的熱處理工藝與先進的表面處理工藝相結合,提高壓鑄模具的使用壽命。如將化學熱處理的方法碳氮共滲,與常規(guī)淬火、回火工藝相結合的NQN(即碳氮共滲-淬火-碳氮共滲復合強化,不但得到較高的表面硬度,而且有效硬化層深度增加、滲層硬度梯度分布合理、回火穩(wěn)定性和耐蝕性提高,從而使得壓鑄模具在獲得良好心部性能的同時,表面質量和性能大幅提高。
滲碳工藝應用于冷、熱作和塑料模具表面強化中,都能提高模具壽命。如3Cr2W8V鋼制的壓鑄模具,先滲碳、再經(jīng)1140~1150℃淬火,550℃回火兩次,表面硬度可達HRC56~61,使壓鑄有色金屬及其合金的模具壽命提高1.8~3.0倍。進行滲碳處理時,主要的工藝方法有固體粉末滲碳、氣體滲碳、以及真空滲碳、離子滲碳和在滲碳氣氛中加入氮元素形成的碳氮共滲等。其中,真空滲碳和離子滲碳則是近20年來發(fā)展起來的技術,該技術具有滲速快、滲層均勻、碳濃度梯度平緩以及工件變形小等特點,將會在模具表面尤其是精密模具表面處理中發(fā)揮越來越重要的作用。
壓力鑄造簡稱壓鑄,是一種將熔融合金液倒入壓室內,以高速充填鋼制模具的型腔,并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。 壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。①金屬液是在壓力下填充型腔的,并在更高的壓力下結晶凝固,常見的壓力為15—100MPa。②金屬液以高速充填型腔,通常在10~50米/秒,有的還可超過80米/秒,(通過內澆口導入型腔的線速度—內澆口速度),因此金屬液的充型時間極短,約0.01~0.2秒(須視鑄件的大小而不同)內即可填滿型腔。 壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的三大要素,缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用,使能穩(wěn)定地有節(jié)奏地和地生產(chǎn)出外觀、內在質量好的、尺寸符合圖樣或協(xié)議規(guī)定要求的合格鑄件,甚至優(yōu)質鑄件。