鎢合金壓鑄模具

壓鑄工藝是一種將熔融合金液倒入壓室內(nèi)，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。壓力鑄造是成型有色金屬鑄件的重要成型工藝方法。壓鑄的工藝特點是鑄件的強度和硬度較高，形狀較為復(fù)雜且鑄件壁較薄，而且生產(chǎn)率極高。壓鑄模具是壓力鑄造生產(chǎn)的關(guān)鍵，壓鑄模具的質(zhì)量決定著壓鑄件的質(zhì)量和精度，而模具設(shè)計直接影響著壓鑄模具的質(zhì)量和壽命。

鎢合金壓鑄模具在材料性能上有以下優(yōu)點

（1）抗拉強度高：燒結(jié)態(tài)W-Ni- Fe高密度合金的抗拉強度為800~1000MPa，熱處理和形變加工處理后其強度可提高到1300~1500 MPa。在壓鑄過程中模具型腔內(nèi)要承受高達500MPa的壓力，對普通材料是無法達到的。

（2）良好的導(dǎo)熱性及較低的線脹系數(shù)：其導(dǎo)熱系數(shù)為模具鋼的5倍，其線脹系數(shù)只有鐵或鋼的1/2~1/3。良好的熱導(dǎo)性有助于模具注塑完成后的迅速冷卻，提高生產(chǎn)速率。較低的線脹系數(shù)則有助于產(chǎn)品的精度控制，不會因為熱脹冷縮而引起產(chǎn)品尺寸的偏差。

（3）良好的耐腐蝕性和抗氧化性：可以提高模具的使用壽命。

（4）良好的可焊接性：高密度合金可以用銅、銀焊接料進行釬焊，可進行電鍍。焊接是模具成產(chǎn)加工過程中常用到的一種手段。模具中的有些部位難以加工時通過后期焊接，同樣可以帶到最終目的。這也是加工過程中補缺補漏最常用的方法。

（5）良好的機加工特性：由于鎢合金材料具有很好的延性，可以進行車、銑、刨、車螺紋和攻絲等機加工，還可以進行軋制、旋鍛和鍛造加工等大形變強化處理。給復(fù)雜的零件模具制造提供了可能。2100433B

鎢合金壓鑄模具是壓力鑄造成形工藝中，用以成形鑄件所使用的金屬模具。其結(jié)構(gòu)分為定模（凹模）和動模（凸模）兩個部分，主要用于有色金屬零件的壓鑄成型。

高壓力和高速度是壓鑄中熔融合金充填成型過程的兩大特點，這也是壓鑄模具所承受的兩個最大挑戰(zhàn)。壓鑄中常用的壓射比壓在幾兆帕至幾十兆帕范圍內(nèi)，有時甚至高達500MPa。其充填速度一般在0.5～120m/s范圍內(nèi)，它的充填時間很短，一般為0.01～0.2s，最短的僅為千分之幾秒。因此，利用這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品有著其獨特的優(yōu)點。可以得到薄壁、形狀復(fù)雜但輪廓清晰的鑄件。其壓鑄出的最小壁厚：鋅合金為0.3mm；鋁合金為0.5mm。鑄出孔最小直徑為0.7mm。鑄出螺紋最小螺距0.75mm。對于形狀復(fù)雜，難以或不能用切削加工制造的零件，即使產(chǎn)量小，通常也采用壓鑄生產(chǎn)，尤其當(dāng)采用其他鑄造方法或其他金屬成型工藝難以制造時，采用壓鑄生產(chǎn)最為適宜。鑄件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。鑄件的尺寸精度為IT12～IT11面粗糙度一般為3.2～0.8μm，最低可達0.4μm。因此，個別壓鑄件可以不經(jīng)過機械加工或僅是個別部位加工即可使用。

溫度特性

性質(zhì)(1)鉬鎢合金的熔點隨鎢含量的增加而提高，當(dāng)鎢含量增加到25%時，合金的熔點比純鉬大約提高200℃(見圖1)。因此，可以根據(jù)使用溫度和要求的

合金熔點，在2620～3410℃的范圍內(nèi)選擇相應(yīng)的合金成分。這一優(yōu)點也是鉬鎢合金得以較廣泛使用的優(yōu)勢之一。鉬鎢合金中鎢含量與合金熔點的關(guān)系示于圖1中。

晶格常數(shù)

鉬鎢合金的晶格常數(shù)和密度隨鎢含量的增加呈線性函數(shù)提高。鉬鎢合金的硬度和強度也基本上隨鎢含量的增加而提高

硬度

合金的最高室溫硬度值處于鎢含量90%～100%之間，其維氏硬度值高達3530～3860MPa，比純鉬高一倍多。合金的最高高溫硬度值處于鎢含量70%～85%之間。當(dāng)鎢含量由O增加到40%時，加工態(tài)鉬鎢合金的室溫抗拉強度由617MPa提高到900MPa。真空電弧熔煉鉬鎢合金錠的硬度值列于表中。

真空電弧熔煉鉬鎢合金錠的硬度值

強化機制二元系鉬鎢合金的強化作用主要是固溶強化和應(yīng)變強化。當(dāng)合金中加入鈦、鋯、鈮、碳等合金元素時則引起明顯的沉淀強化作用。常用的鉬鎢合金的名義成分為：Mo-20W、Mo-30W、Mo-50W、Mo-75W、Mo-90W以及Mo-25W-0.1Zr-0.03C、Mo-25W-1.67Nb-10.37Ti-0.12ZI-0.18C等。

由鎢和錸所組成的合金。一類為低錸合金，含錸在5%以下；另一類是高錸合金，含錸為20%～30%。其制取方法和鎢材相仿，主要的應(yīng)用是特種電子管和彩色顯像管的燈絲，要求高強度和高塑性的高溫部件，由低錸合金和高錸合金配對可用于測量1500～3000℃高溫的熱電偶。利用鎢錸熱電偶代替鉑銠熱電偶測溫可以節(jié)約貴重的鉑、銠等金屬。錸也是稀散金屬，資源較少，較貴，如非必要，應(yīng)盡量采用不加錸或少加錸的鎢合金。

90%WNiMoFe鎢合金（tungsten anviloy）是配比90%W4%Ni4%Mo2Fe的含高密度和高強度的燒結(jié)合金。它是PM產(chǎn)品和鉛系列產(chǎn)品密度的50%。這樣鎢合金棒材料的熱膨脹系數(shù)低，導(dǎo)熱性能好和良好的材料特性。在高溫下，鎢合金作為一個熔點高，熱膨脹系數(shù)低的材料。鎢合金元素的加入提高可加工性，韌性和焊接。沒有熱處理，低侵蝕，優(yōu)異的耐熱裂解模具制造簡單，它已在壓鑄中有了廣泛的應(yīng)用。