アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の寿命を延ばすための対策

公開時間： 05 / 17 2021 著者：サイト編集者訪問：12966

重要な加工装置として、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型は、会社の製品品質と経済的利益に直接影響を及ぼします。金型材料と熱処理技術は、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の寿命に影響を与える主な要因です。この記事では、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の主な故障モードを分析し、典型的な金型鋼と一般的な熱処理方法を簡単に紹介し、金型材料と熱処理プロセスを合理的に選択することで、金型の熱安定性、焼入れ性を大幅に向上できることを指摘します。、耐摩耗性、および熱安定性。疲労や熱伝導率などの特性により、金型の耐用年数が長くなります。

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の故障モード

アルミマグネシウム合金ダイカスト金型は、ダイカスト機でアルミマグネシウム合金鋳物をダイカストするための成形金型です。キャビティの表面温度は作業中に約600℃に達する可能性があり、溶融したアルミニウム-マグネシウム合金液は鋼材に付着しやすいです。金型キャビティに粘着防止コーティングを頻繁に塗布すると、キャビティの表面温度が大きく変動します。主な故障モードは、カビの付着、侵食、熱疲労、摩耗です。金型キャビティ構造が複雑で応力集中がある場合、熱荷重と機械的荷重の複合作用により金型も破損して破損します。

1.1スティッキーモールド

アルミニウム-マグネシウム合金部品と金型表面が動いているとき、表面が不均一であるため、一部の接触点の局所応力が結合する材料の降伏強度を超え、結合された接合部がせん断され、破壊され、引き離されて、金型の表面材料ワークに移すか、脱落します。

1.2侵食

金型表面がアルミニウム-マグネシウム合金液体と相対運動で接触すると、液体と金型の接触時に形成された気泡が破裂し、瞬間的な衝撃と高温が発生し、金型表面に小さな穴ができます。アルミニウム-マグネシウム合金の液体と小さな固体粒子は高速で落下し、金型の表面に繰り返し衝撃を与え、局所的な材料の損失を引き起こし、金属表面にピットとピットを形成します。繰り返し動作すると、ダイの表面に疲労亀裂が発生し、局所的な破壊も発生します。

1.3熱疲労

金型の表面は加熱と冷却を繰り返して疲労を引き起こし、亀裂を形成します。アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の割れの主な理由は、金型の注入温度と予熱温度の違いです。温度差が大きいほど、冷却速度が速くなり、熱疲労亀裂が発生しやすくなります。第二に、熱サイクル速度、金型の熱処理プロセス、および表面処理も密接に関連しています。

1.4着用

金型表面と処理された高温アルミニウム-マグネシウム合金部品との間の摩擦が潤滑できず、高温ワークピースが酸化されるため、金型キャビティの表面が焼き戻されて柔らかくなり、硬度が低いと摩耗が増加します。ひどい摩耗は、金型が適格な製品を処理するのを妨げます。退職は無効です。

1.5休憩

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型が作業中に大きな亀裂や部分的な分離を起こし、通常の使用能力を失う現象は、破壊破壊と呼ばれます。金型の破損は通常、局所的な破片として現れるか、金型全体がいくつかの部分に分割されます。

アルミニウムマグネシウム合金ダイカストダイス鋼の選択

金型材料の種類、化学組成、金属組織構造、硬度、靭性、低倍数体構造、およびその他の包括的な要因が、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の故障の重要な理由です。劣悪な作業条件では、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型が高い必要があります焼戻し防止安定性と冷間および熱疲労に対する耐性の性能、高温、高圧および高速液体アルミニウム-マグネシウム合金侵食能力に対する優れた耐性、および高強度と靭性。

2.1 3Cr2W8V（H21）鋼

より多くのタングステン、クロム、バナジウム元素を含み、高い焼入れ性、焼戻し安定性、および熱強度を備えています。高い支持力、高い熱強度、高い焼戻し安定性を備えたダイカスト金型に適しています。

2.2 4Cr5MoSiV1（H13）鋼

靭性が高く、冷間・熱疲労に強いため、熱疲労割れが発生しにくい。熱疲労亀裂が発生しても薄くて短く、膨張しにくい。使用前に予熱する必要がなく、水道水で冷やすことができます。熱強度。

2.3 4Cr5Mo2MnSiV1（Y10）鋼

質量分率約2％のモリブデンを添加し、バナジウムや泥などの元素を添加して熱安定性を向上させ、適量のシリコンとマンガンを添加してマトリックスの強度を高め、優れた熱疲労性能と耐性を備えています。溶融金属の腐食。

2.4 4Cr5MoSiV（H11）鋼

タングステン熱間ダイス鋼に属しています。中温条件下での靭性、熱強度、熱疲労性能、耐摩耗性に優れています。それは空気急冷され、より低いオーステナイト化温度条件下で熱処理されます。変形が小さく、空気焼入れ時に酸化物スケールが発生する傾向が少なく、溶融アルミニウムのエロージョン効果に耐えることができます。

2.5 3Cr3Mo3VNb（HM3）鋼

低炭素含有量の条件下で微量元素Nbを添加して焼戻し抵抗と熱強度を改善する新しいタイプの高強度および靭性熱間鍛造ダイス鋼は、明らかな焼戻し二次硬化効果を有し、金型を効果的に克服することができます。熱摩耗、熱疲労、熱亀裂などに。

2.6 4Cr3Mo3SiV（H10）鋼

500〜600℃の使用温度で硬度、耐熱性、耐摩耗性が高く、焼入れ性、靭性が高く、焼戻し抵抗性、熱安定性はH13鋼よりも高く、衝撃靭性はそれ以上です。 3Cr2W8V鋼の。焼戻し温度が260℃を超えると、H13鋼よりも硬度が高くなります。高強度で丈夫な金型材料の使用は、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の性能を向上させ、金型の耐用年数を延ばすための非常に重要な手段です。たとえば、特定の金型は3Cr2W8V鋼によって直接処理されます。寸法φ180x85mm、硬度要件42〜46HRC、製造および使用時にダイキャスト249のみ可能、

900個。その後、4Cr3Mo3SiVで製造され、耐用年数は1000.000個に延長されました。

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の熱処理プロセスの選択

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の熱処理は、金型が必要な構造と性能を得ることができ、金型の寿命を延ばすことができるように、金型鋼の構造を変更することです。熱処理プロセスの仕様は、金型の材質、金型の形状、サイズ、および複雑さに応じて決定する必要があります。

3.1予熱処理

ダイカスト金型の予熱処理は、連続焼鈍、等温焼鈍、焼入れ焼戻し熱処理のXNUMXつの工程を採用することができます。目的は、最終熱処理の前に均一な構造と分散した炭化物を得て、鋼の強度と靭性を向上させることです。連続焼鈍工程は比較的簡単で、より粒状のパーライト構造も得られます。複雑な形状と高い要件を持つダイカスト金型の場合、等温焼鈍を使用して、より理想的な粒状パーライト構造を得ることができます。

3.2焼入れと予熱

ダイカスト金型鋼は、ほとんどが熱伝導率の低い高合金鋼です。焼入れおよび加熱中に予熱対策が取られることがよくあります。予熱の回数と温度は、ダイス鋼の組成と金型変形の要件によって異なります。焼入れ温度が低く、形状が単純で、変形要件が低い金型の場合、焼入れ加熱中に割れることなく予熱（800℃〜850℃）を行う必要があります。より高温の焼入れ、複雑な形状、および高い変形要件を備えた金型の場合、二次予熱（600〜650°C、800〜850°C）が必要です。目的は、加熱プロセス中に発生する応力を低減すると同時に、金型の全体的な構造を均一にすることです。

3.3焼入れ加熱

ダイカスト金型の焼入れ加熱温度は、各鋼種の焼入れ加熱仕様に従って実施することができます。例えば、3Cr2W8V鋼の焼入れ温度は1050〜1150℃、H13鋼の焼入れ温度は1020〜1100℃です。炭化物の完全溶解を確実にし、均一なオーステナイトを得て、良好な高温性能を得るために、ダイカスト金型の焼入れおよび加熱保持時間を適切に延長する必要があります。一般的に、塩浴炉の保温係数は0.8〜1.0min / mmです。

3.4焼入れと冷却

油焼入れ速度は速く、良好な性能が得られますが、変形や割れの傾向が大きくなります。一般に、油冷は、単純な形状で変形要件の低いダイカスト金型に使用されます。複雑な形状と高い変形要件を持つダイカスト金型の場合、金型の変形と亀裂を防ぐために階層的焼入れを使用する必要があります。焼入れ変形、加熱、真空抵抗炉での焼入れを減らすために、焼入れ冷却はできるだけ遅くする必要があります。冷却にはガス焼入れを採用できます。塩浴での加熱・急冷、冷却時のグレーディング焼入れが可能です。金型を急冷・冷却する場合は、浸漬後すぐに150〜200℃に焼き戻し、室温まで冷やさないでください。

3.5焼戻し

ダイカスト金型の硬度は焼戻しによって達成され、ダイカスト金型キャビティの硬度は金型の高温および低温疲労寿命に直接影響します。材料、焼入れ温度、焼戻し温度も異なります。例えば、3Cr2W8V鋼のアルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の硬度は一般に42〜48HRCであり、その焼戻し温度は一般に560〜620℃から選択されますが、高温焼入れを使用する場合、焼戻し温度は670℃。 1150°Cで焼入れし、650°Cで焼き戻した後の硬度は45HRCです。一方、1050°Cで焼入れおよび650°Cで焼き戻した後の硬度は35HRCです。

3.6表面強化処理

ダイカスト金型を焼入れ焼戻しした後、表面硬度はそれほど高くありません。ダイカスト金型の表面に高い硬度と耐摩耗性を持たせながら、コア部は十分な強度と靭性を維持し、アルミマグネシウム合金ダイカスト金型の粘着性能を向上させるために、表面窒化はダイカスト金型で行うことができます。またはニトロ炭化処理。強化処理と表面強化処理プロセスの使用は、金型の性能と寿命を向上させるための重要な方法です。例えば、H13ダイカスト金型の窒化炭化熱処理媒体はアンモニアガス＋エタノールで、プロセスは580℃×4.5hです。 1030°Cで焼入れ、600°Cで焼戻し、580ガスの軟窒化熱処理を行った後、金型の表面硬度は900HV以上、母材硬度は46〜48HRC、金型の耐摩耗性、耐疲労性、耐食性大幅に改善されています。。

まとめ

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の製造では、金型の使用条件に応じて故障の原因を分析および調査し、金型材料を正しく選択し、金型を確保するための合理的な熱処理プロセスを策定する必要があります。表面硬度、耐摩耗性、コア強度、靭性を確保し、金属液の腐食や金型の固着を防ぎます。、不良率を効果的に低減し、金型の耐用年数を大幅に延長します。製造慣行により、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型を効果的かつ経済的な温度に予熱することで、金型とワークピース間の温度差を減らし、金型亀裂の発生を減らし、金型の耐用年数を延ばし、増加させることができることが証明されています。生産性。もちろん、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の使用中は、正しい使用、合理的な管理、および注意深いメンテナンスも、金型の早期破壊故障を減らし、金型の寿命を延ばすための効果的な手段です。

_{関連ページ:金型製造}

転載のためにこの記事の出典と住所を保管してください: アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の寿命を延ばすための対策

ミンゲダイカスト会社高品質で高性能な鋳造部品の製造と提供に専念しています（金属ダイカスト部品の範囲は主に含まれています薄肉ダイカスト,ホットチャンバーダイカスト,コールドチャンバーダイカスト）、ラウンドサービス（ダイカストサービス、CNCの機械化,金型製作、表面処理）。カスタムのアルミニウムダイカスト、マグネシウムまたはザマック/亜鉛ダイカスト、およびその他の鋳造要件については、お問い合わせください。

ISO9001とTS16949の管理下で、すべてのプロセスは、ブラスターからウルトラソニック洗濯機に至るまで、何百もの高度なダイキャスティングマシン、5軸マシン、およびその他の設備を介して実行されます。経験豊富なエンジニア、オペレーター、検査官のチームがお客様の設計を実現します。

ダイカストの委託製造業者。機能には、0.15ポンドからのコールドチャンバーアルミニウムダイカスト部品が含まれます。 6ポンドまで、クイックチェンジセットアップ、および機械加工。付加価値サービスには、研磨、振動、バリ取り、ショットブラスト、塗装、メッキ、コーティング、組み立て、および工具が含まれます。使用する材料には、360、380、383、413などの合金が含まれます。

亜鉛ダイカスト設計支援/コンカレントエンジニアリングサービス。精密亜鉛ダイカストのカスタムメーカー。ミニチュア鋳造、高圧ダイカスト、マルチスライドモールド鋳造、従来のモールド鋳造、ユニットダイおよび独立ダイカスト、およびキャビティシール鋳造を製造することができます。鋳物は、最大24インチインチ+/- 0.0005インチの公差で長さと幅で製造できます。