Design und Herstellung von Druckgussformen

Eine sinnvolle Formengestaltung ist eine entscheidende Voraussetzung für die Verlängerung der Lebensdauer von Druckgussformen. Durch die richtige Wandstärke und das Kühlkanaldesign können Formfestigkeit und thermisches Gleichgewicht gewährleistet werden. Spannungskonzentrationen und Bereiche mit starkem Verschleiß sollten bei der Formenkonstruktion besonders beachtet werden. Die Präzision jedes Teils sollte angemessen aufeinander abgestimmt sein: Ein zu großes Spiel führt zu einer schlechten Wärmeleitung und verursacht Schäden durch thermische Ermüdung. während unzureichendes Spiel zu Quetsch- und Zugspannungen führt. Bei der Formherstellung entstehen leicht innere Spannungen, die sich erheblich auf die Lebensdauer der Form auswirken. Daher sollten innere Spannungen während der Herstellung so weit wie möglich vermieden werden und eine rechtzeitige Entspannung nach der Grobbearbeitung durchgeführt werden. Die elektrische Impulstechnologie kann EDM ersetzen, um die Zugspannung an der Oberfläche zu reduzieren.

Oberflächenbehandlungstechnologie für Druckgussformen

Durch eine sorgfältige und sinnvolle Behandlung der Oberfläche der Druckgussform können deren Leistung und Lebensdauer deutlich verbessert werden. Die Oberflächenbehandlungstechnologie für Druckgussformen kann im Allgemeinen in drei Kategorien unterteilt werden: Verbesserung traditioneller Wärmebehandlungsverfahren; Oberflächenmodifikationstechnologie, wie z. B. Oberflächenlaserbehandlungstechnologie; Beschichtungstechnik.

1. （1）Verbesserung traditioneller Wärmebehandlungsprozesse. Der traditionelle Wärmebehandlungsprozess für Druckgussformen umfasst Abschrecken und Anlassen. Die Verbesserung traditioneller Wärmebehandlungsverfahren kombiniert Abschrecken und Anlassen mit fortschrittlichen Oberflächenbehandlungstechnologien. Beispielsweise führt NQN (d. h. Verbundverstärkung aus Aufkohlen, Nitrieren, Abschrecken, Aufkohlen und Nitrieren) zu einer höheren Oberflächenhärte der Form, einer erhöhten inneren Festigkeit, einem angemessenen Härtegradienten der aufgekohlten Schicht, einer verbesserten Anlassstabilität und Korrosionsbeständigkeit, wodurch die Gesamtleistung deutlich verbessert wird Lebensdauer.

2. Oberflächenmodifikationstechnologie. Unter Oberflächenmodifikationstechnologie versteht man die Veränderung der Oberflächeneigenschaften von Formen durch physikalische oder chemische Methoden. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten: Oberflächenwärme-, Expansions- und Penetrationstechnologie und Oberflächenlaserbehandlungstechnologie.

(2) Die Oberflächenwärme-, Expansions- und Penetrationstechnologie umfasst Aufkohlen, Nitrieren, Borieren sowie Aufkohlen-Nitrieren, Schwefel-Kohlenstoff-Nitrieren usw. Aufkohlen trägt zur Stärkung der Oberflächenhärte von Formen bei. Zu den Aufkohlungsmethoden gehören Festpulveraufkohlung, Gasaufkohlung, Vakuumaufkohlung und Ionenaufkohlung. Vakuum- und Ionenaufkohlung zeichnen sich durch schnelle Eindringraten, gleichmäßige aufgekohlte Schichten, sanfte Kohlenstoffkonzentrationsgradienten und minimale Werkstückverformung aus. Nitrieren ist praktisch und die stickstoffhaltige Formschicht weist eine hohe Härte und eine gute Verschleißfestigkeit auf und zeigt eine hervorragende Antihaftformleistung. Das Borieren zeigt die bedeutendste Verbesserung der Oberflächenleistung mit erhöhter Formhärte, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Antihaftleistung, allerdings sind die Prozessbedingungen anspruchsvoll.

Die Laser-Oberflächenbehandlung von Formen hat sich in den letzten drei Jahrzehnten durchgesetzt und die Leistung der Formoberfläche auf zwei Arten verbessert. Eine Methode besteht darin, die Formoberfläche mit einem Laser aufzuschmelzen und sie dann mit Prozessen wie Aufkohlen, Nitrieren oder Beschichten zu kombinieren. Die andere Methode besteht darin, die Laser-Oberflächenbehandlungstechnologie mit einigen Metallzusätzen mit guten physikalischen Eigenschaften zu kombinieren und diese in die Oberfläche der Druckgussform zu integrieren.

3. (3)Beschichtungstechnologie. Bei der Beschichtungstechnologie wird eine Beschichtungsschicht auf die Oberfläche der Form aufgetragen, die als Schutzkleidung für die Form dient. Beispielsweise wird die Polytetrafluorethylen-Verbundbeschichtung hauptsächlich zur Verbesserung der Formverschleißfestigkeit, der Korrosionsbeständigkeit sowie der Kälte- und Hitzebeständigkeit verwendet.

Verwendung von Druckgussformen

Die Auswahl angemessener Druckgussverfahren und Wartung ist entscheidend für die Lebensdauer von Formen. Ein erheblicher Teil der Schimmelschäden ist auf unsachgemäßen Gebrauch und unzureichende wissenschaftliche Wartung zurückzuführen. Zunächst sollte besonderes Augenmerk auf die Temperaturkontrolle der Form gelegt werden. Das Vorwärmen der Form vor der Produktion und die Aufrechterhaltung eines geeigneten Temperaturbereichs während der Produktion können Oberflächenrisse oder sogar Risse verhindern, die durch übermäßige Temperaturgradienten innerhalb und außerhalb der Kavität verursacht werden. Zweitens sollten hochwertige Druckguss-Trennmittel verwendet werden, die in mäßiger Dicke gleichmäßig auf die Formoberfläche aufgetragen werden und eine entscheidende Rolle beim Schutz der Formmaterialien spielen. Um schließlich die Anhäufung thermischer Spannungen zu reduzieren und Risse in der Druckgussform zu verhindern, ist ein regelmäßiger Spannungsabbau durch Techniken wie Tempern erforderlich.

Abschluss

Druckgussformmaterialien, Formdesign und -herstellung, Technologie zur Oberflächenbehandlung der Form und die Verwendung von Formen wirken sich umfassend auf die Leistung und Lebensdauer der Form aus. Durch die umfassende Berücksichtigung dieser Faktoren und das Ergreifen wirksamer Maßnahmen kann die Leistung von Druckgussformen effektiv verbessert und die Lebensdauer von Druckgussformen verlängert werden.