近年来，世界范围内制造业的竞争变得越来越激烈，企业在尽可能短的时间内高效率、低消耗地为顾客提供个性化高质量产品的能力，已成为企业竞争能力的一个标志。
    模具被称为工业之父，模具寿命的长短，将直接影响到产品的质量、产量、成本、新产品投产及老产品更新换代的周期、企业产品结构调整速度与市场竞争力，那么如何才能更合理地提高模具寿命呢?也就是说，怎么样才能让模具在高精度、低成本、高效率条件下，更长时间地、更多模次地生产出质量合格的制件呢?这已经越来越成为人们关注的焦点。

文/重庆震昌金属模具有限公司/刘震宇

    随着模具技术的日趋成熟，锌、铝、镁合金压铸越来越广泛应用于汽车、摩托车、柴油机、电子设备、家用电器等工业及民用产品配件的生产。然而，压铸模具的早期失效一直是困扰模具生产和使用者的普遍问题，那么，该如何提高模具的使用寿命呢？

一、 压铸模具的失效
    压铸模的使用时急热急冷，条件极为恶劣。以铝压铸模为例，铝的熔点为580-740℃，使用时，铝液温度控制在650-720℃。在铝液注射时，型腔表面温度急剧上升，型腔表面承受极大的压应力。开模顶件、喷涂脱模亮剂时，型腔表面温度急剧下降承受极大的拉应力。由于交变温度影响模具型面压缩、拉伸的交变应力的反复作用从而使模具金属因热疲劳而产生龟裂缺陷。
    开裂是由于模具的短时间的热应力或机械应力过载而引起的模具整体破损。
    模具的侵蚀主要分为三种：
    1、腐蚀：金属熔液与铁互相扩散并形成金间化合物；
    2、冲蚀：金属熔液在型腔中流动时所产生的热机械磨损；
    3、粘著：金属熔液附着在模具型腔表面，顶出产品时带走型面表层金属。
    而压陷是因为模具强度不足或金属碎屑附着在模具型面，受到锁模压力作用使模具产生的塑性变形。

二、影响压铸模具使用寿命的因素
    1、钢材对模具寿命的影响
    因为压铸模具的恶劣的使用环境，所以要求模具钢材必须具有优良的淬透性、良好的抗高温强度、高的耐磨性、好的韧度、好的抗热裂能力和高的耐熔损性能等。
● 化学成分
    压铸模具钢的应用广泛和具有优良的特性主要由钢中的C、Cr、Mo、Si、V等化学成分决定的。当然钢中杂质元素必须降低，有资料表明,当Rm在1550MPa时，材料含硫量由0.03%降到0.003%，会使200℃左右时的冲击韧度提高约1-2倍。北美压铸学会（NADCA 207-2003）标准就规定:优级(premium)H13钢含硫量小于0.005%,而超级(superior)的应小于0.003%S和0.015%P。
● 退火状态
    均匀的球状珠光体
    无晶界碳化物
● 钢材的纯净度
    杂质是热龟裂发生的起源点
    杂质无强度，不能抵抗热疲劳
    杂质降低钢材的延展性
● 钢材的均一性
    钢胚具备近似纵向（锻打延伸方向）、横向机械性质的力学差异各向同性。
● 建议使用ESR(电渣重溶)钢特性:
● 电渣重熔钢,组织致密;具较好的等向性能
● 优良的热应力疲劳抗力；抗热裂性好
● 优良的韧性及延展性
● 优良的抛光性
● 适用于锌、铝、镁合金压铸模、挤压模；特别是适合较大型或形状较复杂之压铸模具
2、热处理与压铸模具使用寿命的关系
● 热处理是利用加热与冷却使固态金属合金得到所需的硬度、韧性、高温强度等性能的操作；
● 合理的硬度选择；AISI H13 ESR类材料用于压铸模具如果硬度偏低，易出现粘模和早期龟裂，如果硬度太高又会增加开裂的风险，所以一般建议：
锌合金压铸模：HRC50-52
中、小型铝镁合金压铸模：HRC46-48
尺寸大或形状复杂的模具, 硬度应适当降低
日本日立的DAC55、ZHD435及ASSAB DIEVAR在高硬度时有很好的韧性及抗高温强度，应用时硬度选择可比H13提高2--4HRC
● 压铸模具的热处理工艺流程
    材质相同，热处理后硬度一样，但热处理工艺的的不同会令品质完全不一样。
    模具的热处理工艺应参照北美压铸学会(NADCA)的规定：淬火冷却速度应≥28℃/分
● 建议对型面进行氧化, 以减少粘着与侵蚀.
● 如须氮化时，型面的氮化层总深度应0.05mm, 且应无化合物白层
● 其他表面强化处理：如抛丸等
3、模具设计及加工对使用寿命的影响
● 科学合理的模具尺寸比例
● 易龟裂部位尽量使用镶件
● 铝镁合金压铸模具的型腔转角R应1mm，并有较高光洁度，以避免R处早期开裂
● 冷卻水道與模具表面或模角要有足夠距離模具冷水道距型面的距离应25mm,距横浇道应28mm,距R转角处型面应50mm,以避免这些部位型面早期龟裂。
● EDM细放电加工应尽量采用低的电流及高频率，EDM加工后型面应用打磨、喷砂方法去除表面变质层，再经去应力回火(温度比先前回火低15-25℃)
● 型面避免高度拋光，以使脱模剂能均匀附着
4、生产过程中应注意的事项
● 模具生产时须以正確方法預熱至足夠溫度
    如铝镁合金模具预热至 250-300℃
● 在不影响产品品质的前提下应尽量降低压铸金属液的温度，以降低模具龟裂与侵蚀的风险；
● 避免注射溶料的速度过高，以减少冲蚀；
● 选择适合的模具冷却系统，冷却水須保持40-50℃
● 尽量减少停机次数与停机时间；停机时应合模并调小或关闭冷却水；
● 不可喷射过多润滑脫模剂，喷脫模剂的喷咀应距型面20cm。喷脫模剂尽量采用前后模交替喷涂的方法
● 模具生产一段時间后须经去应力回火：第一次去应力回火应安排在试模后；随后的去应力回火应安排在1000-2000模次后；5000-10000模次后及以后每1万至2万模次后。