1.压铸模的工作条件及失效形式

钢的熔点为1450～1540℃，钢铁材料压铸模工作时与高温的液态金属接触，不仅受热时间长，而且受热的温度比热锻模要高，型腔表面可高达1000℃以上，不仅要承受很高的压力（40～150MPa），而且还要承受到反复加热和冷却以及金属液的高速冲刷。因此，模具工作条件更为恶劣，常发生热疲劳开裂、塑性变形、热磨损和热熔蚀等失效，模具寿命很低。

2.模具材料及其热处理工艺

我国常用的钢铁材料压铸模材料仍是3Cr2W8V（H21）钢，但其热疲劳强度低，模具寿命低。因此，目前趋势是使用高熔点的钼基合金或钨基合金等，如TZM及Anviloy1150等。

为克服3Cr2W8V钢压铸模存在的不足，常采用渗铝、渗铬、镀铬等工艺来强化模具表面性能，提高热强性和抗氧化能力。

（1）模具材料 采用3Cr2W8V钢制作的钢铁材料压铸模，压铸T8钢小型铸件，其寿命仅为百余件，经表面渗铝后可压铸千余件，提高模具寿命10倍，具体见表6-35。

表6-35 钢铁材料压铸模具的使用寿命

在国外已采用难熔金属（钨基、钼基合金）以及高导热性金属（如铜合金）制造钢铁材料压铸模具（镶块），获得了高的使用寿命，具体见表6-36和6-37。

钼基合金TZM的特点是熔点很高，在1000℃时的热强度及持久强度高，导热性好和热膨胀系数小，几乎不发生热裂；铬锆钒铜和钴铍铜合金可制作钢铁材料压铸模的镶块，由于铜合金的导热性好，其表面接触温度可由3Cr2W8V钢的950～1000℃降低到600℃；钴铍铜合金制造的压铸模块在980℃淬火后冷挤压成形，然后进行时效处理，型腔表面粗糙度值Ra为1.6μm，模具寿命很高。

表6-36 几种钢铁材料压铸模具材料

表6-37 钼合金及铜合金压铸模具的使用寿命(www.daowen.com)

（2）模具热处理工艺

1）磷化及镀铬。磷化及镀铬可降低摩擦因数，防止粘模，如3Cr2W8V钢制造的钢铁材料压铸模，型腔表面镀铬，镀层厚度为0.025mm。压铸20钢小罩壳时，模具寿命比未经镀铬的模具提高1倍左右。

2）表面化学热处理。渗铬及渗铝可提高模具的抗氧化性，对提高钢铁材料压铸模的寿命有一定的效果。钢铁材料压铸模具采用渗金属及三元共渗工艺，可显著提高型腔表面耐蚀性、热疲劳强度及模具寿命。如用3Cr2W8V钢制造的压铸模，压铸T8钢小型铸件，常规热处理后模具寿命仅几百件，而经表面渗铝后可压铸千余件，提高模具寿命10余倍。

实例 3Cr2W8V钢制汽轮机叶片（见图6-22）压铸模的Cr-Al-Si三元共渗。

1）共渗剂配方（质量分数）：铬粉40%+硅铁粉30%+三氧化二铝粉30%+氯化铵1%。铬粉中铬的质量分数为98.5%以上，铝铁粉中铝的质量分数45%～50%，硅铁粉中硅的质量分数为75%以上。

上述粉剂经充分搅拌均匀，使用前放入200℃的炉中预热1h。

2）三元共渗工艺。将模具装箱，用水玻璃及耐火黏土密封箱盖。200℃装炉后缓慢升温到1050℃，保温10h，随炉降温到300℃出炉空冷。开箱后模具表面呈银灰色，渗层深度为0.08～0.2mm，渗层硬度为500～690HV。

图6-22 叶片压铸模

3）共渗后的热处理。模具经两次预热（500℃、800℃），1080℃×25min盐浴炉加热后出炉，在空气预冷至900℃左右，转入220℃硝盐炉中等温1.5h，最后进行580℃×2.5h回火。