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Fabricación de moldes de fundición a presión

Fabricación de moldes de fundición a presión es a través del proceso de mecanizado de precisión y tratamiento térmico, el acero de molde de alto rendimiento en puede soportar alta presión, alta velocidad de impacto de metal líquido y la extracción de núcleo complejo integrado y sistema de refrigeración del molde de trabajo en caliente.

¿Qué es la fabricación de moldes a presión (fundición a alta presión, fundición por gravedad, fundición a baja presión)?

La fabricación de moldes a presión de fundición a alta presión, fundición por gravedad y fundición a baja presión es esencialmente el proceso de adaptar herramientas de cavidades metálicas de alta precisión para diferentes procesos de fundición en función de la dinámica y la forma en que el líquido metálico llena la cavidad. Entre ellos.Fundición inyectada a alta presiónLos moldes están sometidos a presiones de inyección extremadamente elevadas y a altas velocidades de llenado, y suelen estar fabricados en acero para moldes de alta resistencia para trabajo en caliente, con eyectores de precisión, extracción del núcleo y sistemas de refrigeración diseñados para salvaguardar la vida útil y la disipación del calor en llenados de milisegundos;fundición gravitacionalEl molde se basa en el llenado por peso propio del metal líquido, con una estructura relativamente simplificada, centrada en un diseño razonable de escape y solidificación secuencial, y una mayor elección de materiales;fundición a baja presiónLos moldes están estrechamente integrados con un sistema de vertido sellado y aislado, en el que la pieza se llena suavemente de abajo arriba bajo gas a baja presión, y el diseño del molde hace especial hincapié en la solidificación direccional vertical y los canales de contracción. A pesar de las diferentes fuentes de energía, los tres tipos de moldes están diseñados para ofrecer una gran precisión en las dimensiones de la cavidad, excelentes ángulos de desmoldeo y tratamientos de recubrimiento para garantizar que las piezas fundidas estén densamente empaquetadas y claramente definidas bajo presión, baja presión o sin presión alguna.

 

1. Diseño y revisiónDiseño gráfico 3D/2D

La fabricación de moldes de fundición a presión comienza con el análisis de los planos del producto y la revisión del flujo del molde. Los ingenieros comprueban primero el grosor de la pared, la pendiente de desmoldeo y la estructura de ángulo agudo del molde de fundición a presión para identificar posibles riesgos de contracción, aire atrapado y llenado deficiente. Posteriormente, se lleva a cabo un análisis del flujo del molde para simular en el software todo el proceso de llenado de la cavidad con líquido de aluminio o zinc a una alta velocidad de decenas de metros por segundo, predecir la ubicación del aire atrapado y la secuencia de solidificación, y optimizar en consecuencia la ubicación de la compuerta, el área transversal de la compuerta y la disposición del canal de rebose. En la fase de diseño estructural, se determina la superficie de separación, se diseña el sistema de vertido/descarga, se disponen los canales de refrigeración y se completa el cálculo del mecanismo de extracción y expulsión del núcleo de la corredera. El resultado final de los moldes en 3D y los planos de las piezas en 2D proporcionan una base precisa para la posterior preparación del material y el mecanizado.

3D/2D模具图形设计与评审

2. Materiales y desbasteDesbaste de machos de molde

El núcleo de esta etapa es obtener moldes en bruto cualificados. Los marcos de los moldes suelen comprarse en tamaños estándar, mientras que los aceros para moldes de trabajo en caliente, como H13, SKD61 u 8407, se utilizan para las tuercas de los moldes (cavidades/núcleos) que están en contacto directo con fluidos metálicos a alta temperatura. Para mejorar la densidad y la isotropía de la organización interna del acero, las piezas brutas deben forjarse en tres direcciones, lo que constituye un proceso previo clave para evitar el agrietamiento prematuro del molde. El mecanizado de desbaste se lleva a cabo en una fresadora ordinaria o en una máquina de bastidor de desbaste para eliminar rápidamente una gran cantidad de material residual, dejando 0,5-1 mm de margen de acabado en un lado. A continuación, tratamiento térmico al vacío: temple + revenido a alta temperatura, para que la dureza del núcleo del molde alcance HRC 48-52. El tratamiento térmico provocará inevitablemente deformaciones y oxidación de la piel, por lo que se clasifica antes del acabado, que es la ley de hierro del proceso de fabricación de moldes.

模具材料与粗加工

3. Acabados y mecanizados especialesFresado de precisión tras el tratamiento térmico

El núcleo del molde se refuerza mediante tratamiento térmico y, a continuación, pasa a la fase de acabado. El CNC de alta velocidad lleva a cabo el fresado de precisión de las superficies de separación, los contornos de la cavidad, las ranuras de deslizamiento, etc., y la tolerancia de corte se controla uniformemente a 0,1-0,2 mm.Para ranuras profundas, hendiduras estrechas, textos cóncavos o esquinas afiladas a las que no puede acceder la herramienta CNC, se utiliza la electroerosión: un electrodo de grafito o cobre se utiliza para la descarga por impulsos en medio de parafina para replicar la forma del electrodo a la inversa, y la precisión dimensional puede ser de hasta ±0,005 mm.Los orificios del pasador eyector, Los orificios del pasador eyector, los orificios de la parte superior inclinada y los orificios de montaje del manguito de la compuerta se completan mediante corte de alambre de alimentación lenta. Al final de esta etapa, se lleva a cabo la nitruración superficial (nitrocarburación gaseosa o nitruración iónica) para formar una capa endurecida de varias micras a decenas de micras para aumentar la resistencia del molde al desgaste por fusión Al/Zn. Los moldes de gama alta pueden reducir aún más la fricción con un recubrimiento PVD opcional.

贺鑫电火花加工

4. Montaje y puesta en servicioMolde de ajuste Molde

Las piezas se procesan, se transfiere al proceso de montaje de la abrazadera. La primera tarea es investigar con (molde de la mosca): en el núcleo del molde superficie de separación recubierta con Dan rojo, y el otro lado de la presión del molde, observar la densidad de distribución del punto de contacto, repetidamente raspar la reparación hasta que la superficie de separación tasa de ajuste de 85% o más, esto es para evitar la fundición a presión borde de la mosca phi frentes de la garantía fundamental. Posteriormente montado placa eyectora, palanca de reinicio, la primavera, la instalación de deslizador y la columna de guía oblicua, conectado al cilindro del núcleo hidráulico, establecer el circuito de agua de refrigeración y una por una prueba de fugas de presión. Molde de prueba es esta etapa de la prueba de enlace: molde de elevación a la máquina de fundición a presión, la depuración de alta velocidad / punto de conmutación de baja velocidad, la presión de sobrealimentación, el tiempo de pulverización, la temperatura del molde y así sucesivamente docenas de parámetros. Cuando la primera pieza de fundición completa es expulsada del molde, la idea de diseño se transforma en realidad por primera vez.

模具装配

5. Aceptación y entregaInspección de dimensiones, mantenimiento previo a la entrega

La pieza del molde de prueba entra en la sala de inspección después de retirar el bebedero y el chorro de arena. La máquina de medición por coordenadas realiza un escaneado a tamaño completo de las dimensiones clave de instalación, el espaciado de los orificios de montaje y la tolerancia de forma y posición, y genera el FAI (informe de inspección del primer artículo). Al mismo tiempo, proporcionamos el certificado del material del molde, el registro de la curva de tratamiento térmico y los datos de la prueba de dureza. Por lo general, los clientes solicitan traer piezas de muestra a la fábrica para la producción de prueba de montaje de lotes pequeños, para examinar las piezas fundidas en las condiciones de mecanizado y montaje del efecto de coincidencia real. Si se requiere la aparición de grano, se llevará a cabo un tratamiento de grabado/pelado después de pasar el molde de prueba para evitar que la superficie del grano se desgaste durante la depuración repetida. Antes de la entrega, los moldes se tratan a fondo contra el óxido, se limpian de aceite las cavidades, se adjunta el paquete de piezas de repuesto (pasadores eyectores, juntas, muelles de reajuste) según lo acordado, y los moldes se envían en cajas con certificados de conformidad e informes de inspección.

三坐标检测

模具制造能力与设备

贺鑫模塑具备模具自主设计、自主制造、自主装配调试的全流程能力,无需外协即可完成从模具钢毛坯到交付合格试模样件的完整制造链条。模具车间配备 CNC 加工中心、EDM 电火花机床、慢走丝线切割机、合模机等核心设备,支持Moldes de fundición a presión de alta presión, moldes de fundición a baja presión, moldes de fundición por gravedad三种工艺类型的模具制造,模具开发周期 15~40 天,试模修模次数控制在 En un máximo de 2 rondas.

自主制造优势:相较于外协模具厂,模具自主制造可消除设计端与制造端的信息衰减,模具优化迭代周期缩短 50% 以上;同时模具维修响应更及时,常规修模 24 小时内可完成,最大限度减少客户生产停机时间。

三种铸造工艺模具制造对比

Fabricación de moldes de fundición a presión

Materiales para moldesH13 / SKD61 / 8407
Dureza del tratamiento térmicoHRC 48~52
型腔精度±0,01 mm
tratamiento superficial离子氮化 / PVD 涂层
Vida útil del moldeEntre 80 000 y 150 000 ciclos
制造周期Entre 25 y 40 días
压铸模具承受 50~100 m/s 高速金属液冲刷和 ≥70 MPa 的注射压力,对模具钢的高温强度、抗热疲劳性和抗熔损性要求最高。材料须经三向锻造 + 真空热处理(淬火 + 多次高温回火),消除残余奥氏体,确保组织均匀。精加工后采用气体软氮化或离子氮化形成 0.1~0.3mm 硬化层,高端模具搭配 PVD 涂层(CrN / AlCrN)降低铝液粘着倾向。

低压铸造模具制造

Materiales para moldesH13 / QT500-7, hierro fundido nodular
Dureza del tratamiento térmicoHRC 44~48
型腔精度±0,03 mm
tratamiento superficial气体软氮化
Vida útil del moldeEntre 30 000 y 50 000 ciclos de moldeo
制造周期Entre 20 y 30 días
低压铸造模具承受的压力(0.02~0.3 MPa)远低于压铸,但需与升液管和保温炉精密配合。模具制造重点在于浇口套与升液管接口的密封配合responder cantando分区冷却/加热通道的加工——通过在不同区域设置独立的水冷和电加热回路,实现模具温度场的精确控制,保证铸件沿垂直方向顺序凝固。底板和侧模常采用球墨铸铁 QT500-7,兼顾成本与热疲劳性能。

重力铸造模具制造

Materiales para moldesQT500-7 / HT250
Dureza del tratamiento térmicoHRC 40~45
型腔精度±0,02 mm
tratamiento superficial模具涂料 / 局部氮化
Vida útil del moldeEntre 20 000 y 100 000 ciclos
制造周期Entre 15 y 25 días
重力铸造模具不承受外加压力,对模具钢的高温强度要求相对较低,材料选择范围更广——铸铁(QT500-7 / HT250)即可满足多数场景。制造重点在于分型面研配精度responder cantando砂芯定位结构——金属型与树脂砂芯组合使用时,需在模具上加工精确的砂芯定位座和排气通道(排气槽深度 0.3~0.5mm),确保合模时砂芯位置准确且浇注过程中气体顺利排出。

模具材料选型与热处理规范

模具材料的选择直接影响模具寿命、铸件质量和制造成本。贺鑫根据铸造工艺类型和产品批量,推荐以下模具材料方案:

grado de material Procesos aplicables 淬火温度 回火温度 使用硬度 模具寿命参考 材料特性
H13 (4Cr5MoSiV1)压铸、低压1020~1050°C560~600°C × 2~3 次HRC 48~52Entre 80 000 y 150 000 ciclos高温强度优异,抗热疲劳性好,淬透性高
SKD61压铸、低压1020~1050°C550~620°C × 2~3 次HRC 46~506~12 万模次日本 JIS 标准,与 H13 性能接近,韧性略优
8407 (ASSAB)fundición a presión1020~1050°C560~600°C × 2~3 次HRC 48~5210~18 万模次瑞典一胜百,纯净度高,抗热裂性能业界领先
QT500-7 球铁低压、重力860~900°C 正火550~600°C 回火HRC 25~352~5 万模次成本低,自润滑性好,适合中小批量
HT250 灰口铁重力—(铸态使用)500~550°C 去应力HB 190~2401~3 万模次成本最低,减振性好,适合小批量及试制

模具制造核心设备与加工能力

1

高速 CNC 加工中心

配备 2 台高精度 CNC 加工中心,主轴转速 12,000 rpm,行程 800×500×500 mm,支持模具型腔精密铣削,分型面加工精度 ±0.01mm,表面粗糙度可达 Ra 0.8μm。

2

EDM 电火花成型机

多台 EDM 机床用于加工 CNC 刀具无法触及的深窄槽、内凹文字、尖角等部位。采用石墨/铜电极脉冲放电加工,尺寸精度 ±0.005mm,可加工 HRC 48~52 的淬硬模具钢。

3

慢走丝线切割机

用于顶针孔、斜顶孔、浇口套安装孔等高精度通孔加工,加工精度 ±0.003mm,表面粗糙度 Ra 0.4μm,可保证顶针与顶针板的配合间隙控制在 0.01~0.02mm 以内。

4

合模机与试模设备

配备合模机用于模具研配(飞模),通过红丹显影法检测分型面贴合率,要求 ≥85% 方可验收。模具制造完成后直接转入贺鑫自有铸造车间试模,试模→修模→再试模的闭环流程可在 24 小时内完成一轮。

模具质量检测与验收标准

贺鑫执行严格的模具检测流程,确保每套交付模具满足以下关键质量指标:

检测项目 检测方法/工具 Criterios de recepción e inspección 检测时机
型腔尺寸精度三坐标测量仪(CMM)关键尺寸 ±0.01mm,非关键尺寸 ±0.05mm精加工后、试模后
分型面贴合率红丹显影 + 合模机加压贴合率 ≥85%,无贯穿性缝隙装配研配阶段
顶针/滑块运动手动推拉 + 合模动作测试运动顺畅无卡滞,顶出距离符合图纸装配完成后
冷却水道密封性水压试验(1.5 倍工作压力)保压 30min 无渗漏、无压降装配完成后
模具硬度里氏硬度计 / 洛氏硬度计符合工艺要求(HRC 48~52 或 HRC 40~45)热处理后、精加工前
试模样件尺寸三坐标全尺寸扫描 + FAI 报告关键尺寸符合图纸公差,Cpk ≥ 1.33试模后
表面氮化层金相显微镜 / 显微硬度计氮化层深度 0.1~0.3mm,表面硬度 ≥HV 900氮化处理后
备件包完整性清单逐项核对顶针、密封圈、复位弹簧等按协议清单配置交付前

模具制造常见技术问题

Q:模具寿命短、容易龟裂是什么原因?如何延长模具寿命?
模具早期龟裂的常见原因包括:① 模具钢材未经三向锻造——这是最关键的前置工序,三向锻造可消除铸态组织中的碳化物偏析,使材料各向同性,未经锻造的模具钢在热循环下极易产生网状裂纹;② 热处理工艺不当——淬火冷却速度过快或回火不充分导致残余应力过高;③ 模具预热不足——冷模直接接触高温铝液(680~750°C),瞬间温差过大产生热冲击。贺鑫的应对措施:模具钢毛坯 100% 为三向锻造料,真空热处理后执行 2~3 次高温回火,每次回火后空冷至室温再进行下一次,确保残余奥氏体充分转变;生产时模具预热至 180~250°C 后方可浇注。
Q:压铸模具和低压铸造模具能共用吗?
不能直接共用,原因在于两种模具的受力条件和接口结构完全不同:压铸模具需承受 ≥70 MPa 的注射压力和高速金属液冲刷,模具壁厚和支撑结构远强于低压模具;低压铸造模具则需在底板上加工升液管接口和密封结构,模具的冷却/加热回路设计也针对低压工艺的慢速充型和顺序凝固要求。但同一产品的压铸模具和低压铸造模具的型腔几何形状可以基于同一 3D 模型进行设计,减少重复建模工作量。如果客户暂时不确定选择哪种工艺,贺鑫建议先通过 CAE 仿真评估两种工艺的可行性,再决定最终的模具制造方案。
Q:模具开发周期多长?能加急吗?
标准周期:压铸模具 25~40 天,低压铸造模具 20~30 天,重力铸造模具 15~25 天。加急方案可在标准周期基础上压缩 30%,但需满足以下条件:① 产品设计已冻结,不接受中途变更;② 模具材料有现货库存(如 H13 常用规格),无需等待钢厂排产;③ 贺鑫当前产能有余量。加急模具的热处理工序不可压缩(淬火+回火周期固定),压缩空间主要在设计评审和 CNC 加工排产环节。建议客户在确认产品设计后尽早启动模具制造,预留充足的试模和修模时间。
Q:贺鑫的模具保修政策是怎样的?模具维修怎么处理?
贺鑫对所制造的模具提供终身技术支持,保修期内(通常为模具寿命的 50% 或 12 个月,以先到者为准)因材料和制造工艺导致的模具缺陷免费维修。超过保修期后的维修按实际工时和材料收费。模具维修是贺鑫自主制造的重要优势——常规修模(如更换顶针、清理冷却水道、修复轻微磨损)可在 24 小时内完成,型腔焊补修复等较大维修 3~5 个工作日。对于客户自行操作不当导致的模具损坏(如撞模、忘记预热导致龟裂),贺鑫提供优先维修通道,但需收费。

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