运油式自动模具控温机

高温油式模温机的安全保护系统：1.缺油保护及指示灯 2.过热保护及指示灯3.自动关机、4.总电源过电流无熔丝断路器 5.保温隔热处理 6.电源欠相保护7.模具回油温度显示表（选购）8.马达反转保护及指示灯 9.异常警告指示灯系统 10.异常警告蜂鸣器 为了确保热量能加给模具或移走，高温油式模温机系统各部分必须满足以下条件：第一. 在模具内部，冷却通道的表面积必须足够大，流道直径要匹配泵的能力（泵的压力）。型腔中的温度分布对零件变形和内在压力有很大的影响。合理设置冷却通道可以降低内在压力，从而提高了注塑件的质量。它还可以缩短循环时间，降低产品成本。第二. 模温机必须能够使导热流体的温度恒定在1℃－3℃的范围内，具体根据注塑件质量要求来定。第三. 导热流体必须具有良好的热传导能力，最重要的是，它要能在短时间内导入或导出大量的热量。从热力学的角度来看，水明显比油好。

摘要 模具作为昂贵的机械加工装备，如何减少损耗，延长其使用寿命，成为技术人员普遍面临的课题。本文就热处理对模具的影响提出一些个人看法，仅供大家参考。关键词 模具 失效 热处理一、模具失效的形式、原因及对策http://www.microscopy.com.cn/data/attachment/portal/201111/15/1646051apfujse1wlr11oo.jpg二、热处理对模具失效的影响因素 由于模具是在极其恶劣的条件下服役，故模具要有足够的强度、韧性、抗摩擦性及咬合性能等。而上述性能的获得除与原材料、工作状况有关外，更重要的是通过热处理工艺改变金属组织及含量、结构、最大限度地提高模具的综合性能。而热处理又是依加热----保温---冷却三大隐蔽过程完成的。故影响质量的因素复杂。1预处理 即模具毛胚的退火，调质及应力处理等。其目的在于消除金属残存的组织缺陷、应力等，形成有利于热处理及淬火的良好条件。该工艺温度、时间、及冷却工艺的正确与否，都对模具失效及质量做出反应。例： T8A钢制冲头 经碳化物微细化预处理后再加低温淬火+回火，可以减少冲头崩裂，使模具提高寿命10倍。 Cr12MoV钢冷冲模 经高温奥氏体化退火+等温退火的预处理后，不但细化晶粒，消除碳化物不均匀性，并使模具服役寿命提高1倍。 9SiCr钢滚丝模 按常规处理，其晶粒度为8—9级，后经超细化预热处理可以达13~14级，抗弯强度及断裂强度分别提高30%和40%。可有效地防止早期失效，寿命可提高1倍。2、淬火 由于加热温度较高，稍有不慎，即会发现晶粒粗大、氧化脱碳、强度、钢性不佳等。淬火中的快速冷却会形成应力隐患，导致模具在服役中早期失效。例： 4Cr5MoSiV钢制铝合金压铸模，在使用2000余次时发生疲劳开裂，经检测发现模具表面强度为HRC40~44。心部为HRC43~44，且裂纹处有0.1mm的贫碳区，呈粗针马氏体，故判为淬火温度过高，保护不良，表面脱碳所为。 反之，淬火温度过低，易出现网状铁素体，形成沿铁素体的脆性断裂，如铬钢冲头在服役中断裂，镜分析呈马氏+铁素体组织，即加热不足所为。3.回火 回火在于消除因力，获得合理的硬度，均匀而正确的金相组织，而应力消除程度又与温度、时间成正比关系。见图1：下图2所示拉深零件，由于工作条件恶劣。http://www.microscopy.com.cn/data/attachment/portal/201111/15/164804l2t9ie4iv6v9p4i8.jpg 原为Cr12MoV钢经淬火+回火常规热处理，温度要求HRC57，仅能拉深1000件即早期失效，后改为T10A钢采用淬火+中温回火后硬度为HRC55。平均寿命达4000件，而后又改为380~400℃回火，使其硬度在HRC48，则寿命可达6000~8000件。而Cr12MoV钢制冲头，冲厚2.5mm的钢板，常规淬火+210℃回火硬度降至HRC58~62，寿命仅有1000件，后采用中温410℃回火，硬度降至HRC57~59。不但克服了模具的早期失效，且冲件达到10000件，寿命提高10倍。 由此可见，回火温度和所获硬度对寿命有巨大影响，而且对应力的消除程度、变形等作出反映。4.软点 淬火加热中，因温度不均匀、保护不良、严重氧化或冷却介质中的污染等，均可造成硬度不均，而使模具强度受损，在模具使用中将出现塌角、变形、掉块等弊病，这对冷镦模、剪切模和中模尤为重要。5.硬化层 磨损失效除与模具硬度过低，或淬硬层过浅有关外，还与化学热处理硬化层有关，若热处理工艺不当，尤其是淬火温度、时间以及冷却介质能力和钢材选择等因素，均可影响淬硬度层导致刃口发钝、抗压强度下降、局部塌陷、变形等早期失效。模具在渗碳、渗氮、渗硼、碳氮共渗化学热处理中由于工艺或配方不适，操作不当也会出现渗层、硬化层不均或过浅等弊端，出现刃口不锋利、咬合、啃刃口、粘模、塌陷、氧化腐蚀和硬化层脱落等失效，严重影响模具的寿命。三、防止模具失效的热处理对策1、 服役中的低温去应力回火 模具在长期服役中，尤其是热作模具在巨大的冲压力和和温度的双重应力作用下，将发生不均匀的塑性变形及金属组织的变化，从而产生可观的内应力，当这种潜在应力聚集到极限时，金属将会出现开裂、崩块、变形等失效。故小于500g的铝压铸模在使用1万次在模具服役一段时间后，应增加低温去应力回火处理，以防止早期失效。如100g的铝压铸模在使用2.5万次，大于500g的铝压铸模在使用500次后，进行低温去应力回火与未去应力回火者有明显不同，前者较后者早期失效的下降25%。2、 精化热处理工艺 如φ175mm×233mm的3Cr2W8V钢热压模冲头，其被冲压坯料要在900℃中加热后，置于4000KN水压机中热压成形。原冲头热处理工艺如图3所示，，平均寿命仅有1200件，即以开裂和磨损的形式失效，后改为图4所示热处理工艺，其平均寿命提高64%，以热疲劳失效。http://www.microscopy.com.cn/data/attachment/portal/201111/15/164938p74p7wfjchwcpzj4.jpg 还有W18Cr4V钢的电池冲压拉深模，原采用常规热处理工艺，仅能拉深锌筒2万件，表面因拉伤和脆断而失效。后改为图5复合热处理工艺后，单头可拉深6万件，双头达10万件以上，节约制模材料、工时，具有明显经济效益。http://www.microscopy.com.cn/data/attachment/portal/201111/15/165011fdsup9dylc80fufy.jpg3、 增加调质工序 调质在模具加工中不仅是获得良好力学性能，改善切削性能的手段，更重要的在于能改善金属内部组织，获得均匀细小颗粒的碳化物，减少网状和带状碳化物偏析及其它缺陷等，这为模具成形后减少变形、防止开裂、减少应力、防止模具在热处理中及服役中的失效有一定作用，一般调质工序在下料→锻造→退火→粗加工成形→调质→精加工成形→淬火回火→磨刃口→装配流程中，调质后的高温回火，由于不要求索氏体组织及性能，故回火温度可高于常温回火温度，以顺利地精加工成形。实践证明，经上述工艺流程的模具其变形量较小，即模具的最大变形发生在粗加工后、精加工成形前的调质中。4、 合理锻造 在锻造中依据材料选择加热温度，方式及加热时间和锻造次数、停锻温度等，并应采取反复横向锻拔、镦拔和多项镦拔、扁方锻造以及对角锻造等，使残余网状、带状碳化物消除，碳化物级别＜2级。经锻造后的钢材流线应合理分布，流线平行于型腔短轴或垂直于型腔端面，呈幅射状以最大限度减少应力和隐患，防止模具早期失效。5、 采用新钢种 模具用钢对其寿命影响甚大，因此选用一些具有良好的抗拉、抗弯强度和有较好淬透性的新型钢种对延长模具寿命有明显提高。6、 正确的电加工及磨削 该工序也是产生应力叠加造成失效的原因之一，故正确的电加工、磨削工艺是防止模具失效的又一途径。7、 改进模具设计结构 为减少模具在机加工、热处理及使用中的应力，模具在设计时应尽可能采取型腔对称法，截面均匀法、边孔最少法、尖角避免法及圆弧多用法的模具设计

20世纪90年代以来，全球经济复苏，并呈现加快增长的势头，全球塑料工业的生产与销售也一直呈稳定增长的趋势。据预测，2007年全球塑料需求量将达到2亿l千万吨，2020年达到3亿8千万吨。塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一，已经广泛的应用到国民经济的各个领域，与钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱。因此，研究和开发塑料成型技术具有重大的工程意义。塑料模具是塑料成型加工中重要的装备之一，在塑料制品制造过程中起着重要的作用，直接影响着塑料制品的质量与性能。随着塑料模具向小型、精密、多样化和大型、复杂、精密化的方向发展，其制造工艺日趋复杂、生产周期长、生产成本高I。特别是大多数精密模具要从国外进口，价格极高，并且标准配件种类少。若是早期失效，将给企业造成重大的经济损失。因此极其需要一种方便的方法将金属补到模具上去，以恢复模具表面的好方法。　　在实际应用中，有几种方法可供选择。使用较早的方法是焊接工艺。焊接粘接性非常好，但是焊接层含有大量的氧化物，而且焊接不可避免要在金属中产生应力，从而导致热变形或裂缝的形成。较新的工艺是火花喷镀或等离子加工，这种工艺方法方便快捷，可以在制件表面形成2 5.4mm厚的金属、合金、金属氧化物或者碳化物层。然而，这种工艺设备价格昂贵，而且沉积层的粘接性一般通常还需要后续机加工，沉积层通常含有较多的气孔。最近几年出现了一种新型金属沉积工艺，常用在加工面积l m2左右，沉积层厚度为l“m到lmm左右，主要应用于需要沉积优质金属的场合，这种方法被称为电化学电镀工艺。1电化学电镀的基本原理及其特点　　1.1电化学电镀基本原理　　这种工艺操作简单，如同电弧焊一样，阴极导线被夹在模具或机器上。阳极导线与棉纱或涤纶包覆的阳极相连，电源组件被调到合适的电压值。阳极垫浸入少量的电解液中，在模具表面上来回移动，直到形成均匀理想的金属沉积层(如图1)。为了监控金属层的厚度，电源组还应该包含一个电能表，电能表的读数与金属涂膜的厚度成正比。　　1.2电化学电镀一般工艺　　电化学电镀一般工艺过程主要包括镀前预处理，镀件电镀和镀后处理三大部分，每个部分又包含几道工序。操作过程中，每道工序完毕后需立即将镀件冲洗干净。　　(1)镀前预处理　　①表面整修：待镀件的表面必须平滑，常用沙布、金相沙纸打磨。　　②表面清理：采用化学及机械的方法对镀件表面的油污，锈斑等进行清理。　　③电净处理：电净处理就是电解脱脂。刷镀中对任何基体金属都用同一种脱脂溶液，只是不同的基体金属所要求的电压和脱脂时间不一样。电净后的表面无油迹，对水润浸良好和不挂水珠。　　④活化处理：用以去除镀件在脱脂后可能形成的氧化膜并使镀件表面受到轻微刻蚀而呈现金属的结晶组织，确保金属离子能在新鲜的基体表面上还原并与基体牢固结合，形成强度良好的镀层。　　(2)镀件电镀　　①电镀打底层：由于镀层在不同金属上结合强度不同，有些电镀层不能沉积在钢铁上，故针对一些特殊镀种要先电镀一层打底层作为过渡，厚度一般为(0.00l～0.01)mm。②电镀工作镀层：工作镀层是表面的最终电镀层，其作用是满足表面的力学性能、物理性能和化学性能等特殊要求。根据镀层性能的需要来选择合适的最终溶液，例如用于耐磨的表面，工作镀层可选用镍，镍一钨合金等。对于耐腐蚀的表面，工作表面可选用镍、锌等。镀镍是模具修复中最常见的一种，它的镀液见表l。　　(3)镀后处理　　电镀完毕要立即进行镀后处理，清除镀件边缘残积物。　　1.3电化学电镀特点。　　(1)设备特点：设备体积小、重量轻，便于携带，从而可以现场或者野外作业。　　(2)镀液特点：镀液大多数是金属有机络合物水溶液，在水中有相当大的溶解度，并且具有良好的稳定性。可在较宽的电流密度和温度范围内使用。它具有不燃、不爆、无毒性、腐蚀小，对环境污染小，便于操作与安全。　　(3)工艺特点工艺灵活、沉积速度快、镀层种类多、结合强度高。2在塑料模具中的应用　　电化学电镀在塑料模具的一个重要的应用是在模具的表面镀上一层薄而均匀的金合金，以防止在加工PVC或PVDC是释放释放出来的盐酸的腐蚀，腐蚀产生的小坑会在制品表面产生拖痕、鱼尾纹和其他的缺陷，并且会缩短模具的使用寿命。目前一般采用电化学电镀方在模具表面镀上2.5“m厚的金合金。这层金属镀层可以防止PVC释放出来侵蚀，上海logo设计从而大大提高模具的使用寿命。使用金合金电化学电镀的另外一个好处是，在修复镀层时，不用将模具取下来就可以对其进行修复。对于抛光表面通常使用铁粉，或用软钢丝刷将模具表面刷成不光滑状，用以使新的镀层同模具表面熔合在一起。　　当在成型PET、ABS、PE、PP塑料制品时，这些材料对钢和铬有粘附作用。通过金合金镀层，这样可以增强这种材料同塑料模具型腔面的分离作用。其镀金合金的厚度只要达到约成型PVC所需要厚度的一半，焊机租赁就可以满足防粘附的要求。　　在塑料模具在使用完了之后，为了防锈和防腐通常在塑模工作面上，涂沫润滑油或者润滑脂。如果要将模具表面上的锈除去，通常会在模具表面上留下小坑和腐蚀痕迹。这种缺陷对于塑料模具来说往往是致命的。通过电化学电镀，在保存前可以将模具表面镀上一层隔，镀隔层的厚度可达50 m。镀隔之后，如需要，可以再加涂覆润滑油或者润滑脂，电焊机租赁对于防腐，1 2 m厚度的镀隔就足够。当需要使用模具时，可以将隔除去，使模具工作面达到初始成型状态。　　3结语　　电化学电镀这种方法在航空航天及航海塑料模具领域的应用仅是近几年的事，但凭借着其操作简单、使用方便、节省费用等优点，这种工艺方法在塑料模具行业应用发展迅速。电化学电镀凭其独特的优势必将在塑料模具行业中扮演重要的角色，其主要体现在：　　(1)具有良好的社会效益塑料模具的制造技术要求高、电焊机出租生产周期长、加工费用高，模具材料需求量大、极其贵重。现在许多精密塑料模具需要从国外进口，成本和各种费用都很高。若过早失效弃置不用，不仅是经济上的浪费，而且是资源上的浪费。用电化学电镀对塑料模具的修复或其表面强化处理等不仅可以满足工业的需求，还可以节省资金，同时又可以起到环保的作用。(2)具有重要的经济效益例如圣路易一家制造商为TwA公司生产一种带标志的塑料杯，将这家航空公司的标志印在杯子的一侧。当在铭刻标记的地方用电化学电镀铜和镍，然后又镀上一层镍钨合金，模具的表面就修复好了。现在已经生产了成千上万个没等设备中的应用已有20多年的历史了，而在有标记的塑料杯子。这样就可以不必再花大量的钱去开一套没有标记的杯子的塑料模具，为公司节约了大量的资金。