?1、硬度要求
模具基體硬度:
重力鑄造模具的基體硬度一般要求在 HRC35 - 50 之間。對于小型且結構簡單的模具,硬度可以稍低,在 HRC35 - 40 左右。這是因為較低的硬度有利于模具的加工和修復。
?

例如,一些生產小型鋁制工藝品的重力鑄造模具,硬度在這個范圍內能夠滿足基本的使用要求,同時方便在模具出現小的損壞時進行修復,如補焊等操作。而對于大型、復雜且承受較大壓力的模具,如汽車發動機缸體的重力鑄造模具,其基體硬度通常要求在 HRC45 - 50 之間,以保證模具在承受高溫金屬液的壓力和沖擊力時不會發生變形。
表面硬化層硬度:在模具表面進行硬化處理后,硬化層的硬度要求更高。一般來說,表面硬度可以達到 HRC55 - 65。例如,采用滲碳淬火工藝處理的模具表面,硬度能夠達到這個范圍。這是因為較高的表面硬度可以有效抵抗金屬液的沖刷和熱疲勞,提高模具的使用壽命。在鑄造過程中,高溫金屬液(如鋁合金液溫度可達 700 - 750℃)在模具型腔中流動并凝固,高硬度的表面能夠減少金屬液對模具表面的磨損,防止模具表面出現拉傷等缺陷。
2、耐磨性要求
抵抗金屬液沖刷:重力鑄造模具在使用過程中,要承受金屬液的反復沖刷。對于鋁合金重力鑄造模具,金屬液的流速和流量會因鑄件的形狀和尺寸不同而有所變化。在鑄造一些薄壁復雜的鋁合金零件時,金屬液的流速可能較快,模具表面需要有良好的耐磨性來抵抗金屬液的沖刷。一般要求模具表面能夠承受數千次的金屬液澆注而不出現明顯的磨損痕跡。例如,在生產汽車鋁合金輪轂的重力鑄造模具中,由于輪轂的形狀復雜且壁薄,模具表面的耐磨性尤為重要。
承受脫模磨損:鑄件凝固后需要從模具中脫出,這個過程也會對模具表面產生磨損。尤其是對于一些形狀復雜、有倒扣結構的鑄件,脫模時模具表面與鑄件之間的摩擦力較大。模具表面應具有足夠的耐磨性,以減少脫模過程中的磨損。例如,在鑄造帶有內部復雜筋條的機械零件時,模具的型芯部分在脫模時容易受到磨損,這部分模具表面的耐磨性要求較高,要能夠保證在多次脫模操作后,型芯的尺寸精度和表面質量仍然能夠滿足鑄件的生產要求。
抗熱磨損能力:重力鑄造過程中,模具會受到反復的熱循環作用。在金屬液注入時,模具表面溫度迅速升高,鑄件脫模后模具表面溫度又急劇下降。這種熱循環會導致模具表面產生熱應力,進而引起熱磨損。模具表面需要有良好的抗熱磨損能力,能夠在多次熱循環后依然保持較好的表面質量。例如,在鑄造大型鋼鐵鑄件的重力鑄造模具中,由于鋼鐵熔點高(一般在 1400 - 1500℃左右),熱循環對模具的影響更為嚴重,模具表面的材料需要具備優異的抗熱磨損性能,如采用特殊的熱作模具鋼并進行適當的表面處理,以減少熱磨損,延長模具的使用壽命。