摘要：通过模具行业发展现状及我国压铸行业生产现状，分析研究了压铸模生产发展趋势及探讨了如何延长压铸摸寿命等问题。
关键词：模具业 压铸业 压铸摸
模具是一种重要的工艺装备，其使用性能的好坏，寿命的高低，直接影响一个企业产品的质
文：耿鑫明
一、模具行业发展现状
现代模具行业是技术、资金密集型的行业。近年来，我国模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度;塑料模和压铸模比例增大;面向市场的专业模具厂家数量及f能力增加较快。随着经济体制改革的不断深人，"三资"及民营企业的发展很快。据国家统计局统计截止2006年底，中国模具制造业规模以上企业1314家，从业人员244155人;全年完成工业总产值555.61亿秃。实现销售收人和利润539.58亿元和46.75亿元;出口10亿美元。进口14.7亿美元。
如果加上未统计的小型模具企业，估计我国现有的模具生产厂超过2万家，总从业人员在50万人左右。生产压铸模的企业，一般兼作其它模具，但模具生产企业，不都生产压铸模。由于压铸模生产的复杂性。这些企业中只有一部分企业能生产压铸模。
全国铸造模具生产企业。大体可以分成以下几类：第一类为铸造模具专业厂，包括合资和独资企业，这些厂设备先进，技术优良。是铸造模具行业的主力;第二类是铸造专业厂的模具车间;第三类是近年来发展迅速的私营和民营模具厂，规模不大，数量众多，各有分工，分布在江浙、广东一带，部分厂己经具备了一定的实力;第四类是兼做铸造模具的其它一些模具厂。总之，铸造模具生产企业里多元化，并向高水平在发展。
世界上许多国家，特别是一些发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业。积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，己取得了显著的经济效益。
国外发达国家的模具厂一般规模都不大，但专业化强。技术水平高，生产效率极高。大体分为两类，一类是独立的模具厂，另一类是隶属于一些大的集团公司的模具厂。
国外模具企业人员并不是很多，一般不超过100人，多数在50人以下。在人员结构上，设计、质量控制、营销人员要超过30%，管理人员在5%以下。人均生产率很高。年人均产值大多在15万-20万美元，有的达到25万-30万美元。国内模具企业中一些私营、合资企业人员结构和国外差不多，但一些国企的人员结构还不尽合理;在年人均产值上差距还很大，多数在20万一30万元人民币，少数能达到60万元人民币。
国外模具企业对人员素质要求较高，技术人员一专多能，设计人员一般能独立完成从工艺到工装的设计;操作人员也具备多种操作技能;营销人员对模具的了解和掌握也很深。国内模具企业分工比较细。缺乏具有较高综合素质的人员。
国内模具企业中一些骨干厂家在这方面和国外差距已经不大，有些己经达到了国外的水平。但一些中小型模具企业与国外相比，还有较大的差距。
在模具的价格和制造周期上，国外模具价格一般是国内的5-10倍，制造周期是我们的2-3倍(含模具的调试、运输时间)。在这两方面，国内模具企业是有一定的竞争优势。
二、我国压铸业生产现状
近年业，我国社会经济发展良好。在国民经济持续高速发展的推动下，2006年全国压铸件总产量突破100万吨，年产值达480亿。若按广义的压铸范畴，即包括低压铸造和挤压铸造等各种压力下铸造成型工艺，其总产量接近150万吨。
去年，全国汽车产销突破700万辆，其中轿车产量387.4万辆;轿车销量372.8万辆。我国汽车工业年增长22%高速持续发展，再加上2000万辆摩托车、200余万辆农用车和1000万辆电动自行车;五金灯具、电子电器、电动工具等行业的兴旺，为我国压铸生产发展，保持较大的稳定性和较高的增长速度奠定了基础。
此外，房地产业、自动电梯铝合金梯级压铸迅速发展。船舶工业的崛起，均为压铸业提供辽阔的市场。由于压铸业的兴旺，带动了压铸模的生产。
为了在激励竞争中求得生存和发展，模具生产集群化应运而生。目前除宁波、重庆等地外，已形成规模的有：余姚模具城、宁海模具城、慈溪模具城、黄岩模具城、黄骅模具城、昆山国际模具城以及泊头汽车模具之乡等。其中昆出国际模具城总投资25亿，将成为我国重要的模具产业墓地。有些企业还为国外生产了不少大型、复杂压铸模。
模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。模具工业发展的关键是模具技术的进步。
压铸模生产发晨趋势：
3.1 向精密、复杂、大型模具方向发展
近年来，我国汽车铝合金发动机缸体压铸发展迅猛。广州东风本田发动机公司、重庆长安汽车集团、长安铃木汽车、哈尔滨东安动力等公司均于2002年前后引进全自动生产线，南京长安福特大型压铸机也己投产，压铸汽车发动机铝合金缸体。上海乾通汽车附件公司生产柳河五菱汽车铝合金缸体，后又引进3550吨全自动压铸生产线，致力于更大的铝合金压铸件的开发与生产。最近，长春一汽集团、宜兴江旭铸造公司、广东鸿图科技公司等均引进大型压铸机自动生产线，开发汽车缸体等大型铝合金压铸件。
特别是2005年跨国汽车巨头在我国掀起新一轮发动机投资热，其势越来越旺，这将有力地推动铝合金发动机缸体压铸的加速发展。
2010年我国汽车需求将达到1000万辆，2020年将达到20000万辆，成为全球最大的汽车及零部件市场。2007年底，全球排名前100位的汽车零部件供应商70%进人我国市场。
另外，电梯梯级、飞机制造的发展等，压铸件的生产，均需大型、复杂或精密的压铸模具来保证。
3.2 缩短模具的制造周期，提高模具的加工质量
由于现代产品更新换代加速，竞争激励，缩短模具的制造周期。提高压铸模质量是当务之急。这就需要应用先进的制造技术。
先进制造技术一般认为由以下几方面构成：
(1) 现代设计
合理的设计是决定产品质量、环境相容性、经济性和满足需求的基础，设计的水平、质量和效率是决定产品开发能力和市场竞争能力的首要环节。在新的技术环境下，现代设计技术以计算机辅助工具和包含丰富的数据库、知识库支撑体系和智能技术为基础，将设计、制造和生产过程有机结合。
(2) 先进制造工艺
先进制造工艺是先进制造系统的基础，是实现体质、高效、低耗、清洁生产和保证产品质量与市场竞争力的前提。实现高效清洁生产的关键技术主要包括;计算机辅助制造(CAM)、无(少)切削制造技术、精密加工和超精密加工技术、非机械加工制造技术、快速原型制造(RPM)。
(3) 综合自动化
包含计算机技术、网络技术、自动化技术的运作系统。通过现代系统管理思想穿在一起，以实现从信息、功能、过程直至企业的集成和优化技术的物化环节，能够将制造企业的人、技术、管理和资源以及物流、信息流与价值流有机结合。
(4) 现代系统管理
现代系统管理技术是一项富有哲学意味的系统理论和方法。它在信息集成、功能集成、过程集成和企业集成的基础上，着重讨论如何最大限度地发挥已有技术、设备、资源和人员的作用和最大限度地提高企业经济效益和竞争能力的组织与经营管理策略。
3.3 努力延长压铸模使用寿命
近年来，随着压铸技术水平的提高，高效率，高性能压铸机的出现，己使压铸生产由单机自动化，转向于多道工序联动操作，组成平行作业流水生产线。在这种形势下，如果由于模具寿命配合不上，就不可能协调一致地组织好生产进程，难以发挥压铸机生产效率高的最大优势。达不到最高的经济效益，甚至带来巨大的损失。因此模具的寿命问题，已成为各种矛盾的焦点。为此，各国的压铸和模具工作者，都在通过各种渠道，为延长压铸模寿命，做出不懈的努力。
压铸模由于受到了磨损，冲蚀、腐蚀及热疲劳等原因而导致变形、破裂、粘着、龟裂，在铸件上形成毛刺、飞边、脱皮、伤痕、划痕、粗糙以及尺寸偏差等现象后，不能再进行修复而在报废之前，所加工出来的零件数量，称为模具的使用寿命。
影射模具寿命的因素很多。其中包括：工作条件、设备条件、使用过程中的维护、保养，被加工零件的材料、壁厚、尺寸、形状等等。作为压铸模本身，则材质的冶金质量、机械加工工艺规范、热加工工艺制度，其中包括毛坯锻造及热处理以及模具结构的合理性、工艺设计方案的先进性以及配合精度的确切性等等。如果我们对以上所做到的各个方面都处理得当，模具的耐用性会得到确切的保障。
提高模具寿命的途径，除压铸模使用、维护、保养应严格按工艺要求外。
(1) 压铸件及压铸模设计应合理
由于铸件结构设计上的不合理，导致模具中存在着细薄的截面，成为断裂的根源。斜度值的不合理，引起抽芯，开模或取件时的擦伤。型腔壁面交界处的倒角，稍有疏漏，造成应力集中裂纹。浇注系统的设计中，在流向、截面积、压射速度等控制不当，造成对型壁或型芯的冲蚀。金属液进人型腔后形成的涡流，由于涡芯部分的流速为无穷大，对模面起到强烈的镂蚀作用，造成局部拉毛，模具的刚度不足，由于片面地强调节约钢材，导致早期变形或断裂的情况，时有发生。在各构件配合精度等级如选用不当，或者是由于有余隙的存在，引起导热率的下降，进早地产生热疲劳，或者是由于装配尺寸过紧，形成预应力，压铸过程中模具出现爆裂。在现代的模具结构中己考虑采用快速顶出机构，在这里，一方面是为了提高生产效率，另一方面也是为了减少铸件的留模时间，卸除模具材料的热载荷在压铸模设计中，尽可能减少镶拼，以增强型腔的刚度。
(2) 要选用优质钢材
模具毛坯在锻造时出现断裂或在淬火时出现工艺缺陷以及使用时降低其承载能力等，都与钢材的冶金质量发生密切的关系。冶金质量内容包括：材质的洁净度;有害元素、气体及非金属夹杂物量，碳化物的分布均匀及颗粒匀细程度;断口有无孔洞、疏松及白点;成分上是否始终保持稳定一致，达到国家钢材的标准规范等等。当前电渣重熔冶炼方法，对材质的冶金质量能起到明显的保证作用。
(3) 采用先进的毛坯锻造工艺
模具毛坯进行锻造有两种目的：首先是碳化物均匀分布，加热时阻碍奥氏晶体粒的长大，降低钢对过热的敏感性。由于均匀分布的碳化物硬度极高，显著地提高了钢的耐磨性和抗咬合能力，也增强了钢的塑性变形抗力。其次是形成合理的流线分布，使材料在力学性能上以及淬火变形的趋向方面，不会出现明显的差别。如在采用合理的锻造手段以后。能够达到上述预期的目的。
(4) 保证模具的加工质量
型腔表面，特别是浇道表面光洁度不高或者型面有少量擦伤及划线痕迹处，都是裂纹源。模具镶块与套板之间的配合精度选择不当。或者由于过松影响热传导效率或者由于过紧，产生预应力而使套板碎裂。模具与机器之间安装精度，包括平行度与垂直度，皆可能影响导向件的过早磨损。对于用电火花加工的模具应用日广的今天，在加工过程中，由于局部高温形成表层下的回火区。该区在组织上及化学成分与基体不同，硬度高。再加上表面存在着残余应力，加工后型面易形成细微裂纹，有必要进行抛光处理。
(5) 采用最佳模具热处理规范
作为压铸模具的材料必须具有较高的热强性和回火稳定性，这样才有可能获得高的热疲劳抗力和耐磨性。
压铸锌、铝、镁合金，压铸模与金属液接触部分的零件一般是采用4Cr5MoSiVl、3Cr2W8V或国外相当的材料，热处理要求44-48HRC，压铸铜合金为38-42HRC。压铸模使用验收前需经过消除应力处理。一般新压铸模压铸5000-10000次以后进行第一次去应力回火，以后每压铸10000-20000次后进行去应力处理，去应力回火温度比原来回火温度低30-50℃。
(6) 模具高能量密度表面强化处理
高能量密度表面强化是材料表面施加极高的能量，使之发生物理化学变化，以达到强化的目的。其主要特点是：工序简单，过程迅速，零件变形小，生产效率高。其中以采用电火花表面强化工世乃是一项减少表面冲蚀，防止金属与模面咬合，提高使用寿命的有效途径之一。其原理是利用脉冲电路的充分放电原理，将硬质合金制成的电极(Y68)，接通电源的正极、金属工件接通电源的负极、二者在空气中作周期性地接触，引起气隙放电，形成火花与高温。在高温作用下，碳化钨从电极上升华释放，在工件的表面产生并完成一系列包括：重熔、沉积、扩散、化合及淬硬的过程。使被涂复的工件表面形一层成分均匀、结构致密、高硬度的碳化钨沉积层，其表面硬度可达到HVll00-1400。强化层与基体结合牢固，耐冲击，不剥落。强化处理时，工件处于冷态。放电点极小，时间短，无退火及变形。经强化后的模具，无论在耐热性、耐蚀性及耐磨性方面，都有很好的成效。
为了延长压铸模寿命，对压铸模的使用，也应该有严格的操作规范，如：
① 模具预热及保持热平衡
模具中应力的大小与模具有的温度梯度成正比。因此适当地提高预热温度是能够理解的。但是过高的预热温度使型腔的表面接触温度也高。有损材料的屈服强度。对模具的抗热疲劳性能是不利的。此外模具在服役过程中，始终保持处于热平衡状态，已成为提高模具寿命，增加生产效率和保证铸件的致密性方面的重要手段。对于冷却水道的布置以及热油加热、冷却控制设备的应用，首先以测出模具温度场的分布作为依据。另外， 操作过程中的节奏性和连续性，再加上模具温控装置的配合使用，都可以保持模具最佳的热平衡状态创造条件。
② 模具涂料
涂料的复膜性对保护模具材料起到重要的作用。 凡是涂料未能匀覆之处，皆有受到侵蚀的危险。美国对于模具表面喷涂时液滴的形式与散布面积的大小作了机理上的探讨。西德也有类似研究工作的报导。他们认为：喷涂到高温度模具上涂料的液滴，会产生高的蒸汽 压力，而不易吸附于型面上，引起脱离和溅落。未能充分润湿型面使模具寿命受到影响。根据机理分析，涂料液滴应先成球状与型面接触，然后摊成椭圆形而增加了接触面积再进一步铺平成膜，达到均匀覆盖的目的。为此要求模具温度不宜超过所谓“润湿温度”范围。其最 佳方案是提高喷涂压力，便液滴得到较高的动能，压制了液滴的凝聚现象，达到不致快速汽化的目的。
在选用压铸模涂料方面，要尽量采用对模具型腔腐蚀性小的涂料，以减轻对模具的腐蚀。
③ 模具的检修
模具在服役过程中定期进行观察与检修。至关重 要。在生产中由于支承板、套板或镶快、抽芯机构、推出 机构等的变形;紧固螺栓的松动都是导致模具早期破坏的重要原因。
