H62黃銅注塑模模膛的超塑性擠壓

作為快速制模技術之一的超塑性成形技術對於形狀複雜、精度要求高用於中、小批量生產的注塑模模膛的製造有極大的優越性。

生產醫用杯吸管接頭（見圖2-6-9）和玩具車傳動小齒輪（見圖2-6-10）的H62黃銅注塑模模膛均可採用超塑性擠壓成形技術。

具體工藝如下：

1）模坯準備

吸管接頭模坯的外形尺寸為φ52mm×92mm，採用φ70mm的棒料車削而成。

小齒輪模坯的外形尺寸為φ50mm×20mm，採用φ50mm的棒料，即圓周表面不加工。超塑性處理工藝為坯料加熱到850℃和保溫28min後迅速投入鹽冰水中，然後在300℃回火1h。處理後進行拋光，上端面拋光至Ra0.1μm～0.2μm，下端面Ra1.6μm。

2）母模具及設備

醫用杯吸管接頭注塑模模膛在Y71-100型液壓機上進行超塑性擠壓成形，如圖2-6-11所示。加熱元件置於上、下加熱板內，通過溫度自動控制線路接到單相交流電源上。

玩具車傳動小齒輪注塑模模膛可以在手動壓力機上成形。加熱元件置於加熱圈中，如圖2-6-12所示。母模具（母沖頭和母凹模）材料均為4Cr5MoSiV，熱處理至50HRC～55HRC，然後拋光至Ra0.4μm。母沖頭淬硬後採用線切割加工，齒面粗糙度Ra0.4μm，可不拋光。

加熱圈是將電阻絲裝入楔形碳化硅條組成的環形套中而成，外層用硅酸鋁纖維氈隔熱。熱電偶與動圈式溫度顯示調節儀配合，用來調節和顯示超塑性擠壓成形的溫度。

超塑性擠壓成形工藝過程如下：

模坯表面及母凹模模膛表面預先塗敷玻璃粉末脫模潤滑劑（軟化溫度為700℃）或硅油，先將母凹模安放好，再放入模坯，加熱到超塑性成形溫度740℃，保溫5min，然後進行超塑性擠壓成形，速度為1mm／min。

擠壓後的模坯放在鹼液（氫氧化鈉、亞硝酸鈉和水組成的混合液）中煮60min，去除殘留的潤滑劑。

打磨擠壓成形後的模模膛表面，除去多餘的材料，然後嵌放到注塑模上，加工澆道，便可投入使用。

H62黃銅屬於單相α型，含Zn39%，接近飽和。由於擴散過程緩慢，尚有少量的β』β1相存在。合金晶粒為多面體，且有很多退火雙晶。

模坯在850℃加熱28min，使其處於β單相區，隨著溫度降低進入（α+β′）相區，在β′相中析出α相。根據相圖，在平衡狀態下，H62黃銅在500℃應全部轉變為α相，但因在鹽冰水中淬火，冷卻速度快，擴散未及充分進行。整個α相區界限向左移動，在平衡狀態下含Zn39%以下的合金室溫下理應是α單相，但在急冷的非平衡條件下，從含Zn32%的黃銅到30%的黃銅中都有β′相存在。在850℃加熱28min後又進行300℃回火1h，也具有α+β′兩相組織，未見析出相。可見低溫回火僅僅提高淬火組織的穩定性而不改變金相組織，所以最後仍為兩相組織（α+β′）。這樣，在隨後的超塑性成形溫度（740℃）下，有利於從β′相中不斷析出α′相，第二相（α′相）的析出有利於塑性流動。

通過超塑性擠壓出的模膛粗糙度低，輪廓清晰，但有時由於潤滑劑塗覆不均而有硅油或玻璃粉末殘餘。對於吸管接頭模，可以通過拋光解決，但對玩具車傳動小齒輪模，用在鹼液中煮的方法仍不易完全清除玻璃粉末，長時間煮沸的效果要好些。

測量玩具車傳動小齒輪模型腔最深處的尺寸，得到的結果見表2-6-1。

製作母沖頭時，應按母沖頭材料與模坯材料（黃銅）不同的線膨脹係數對母沖頭尺寸進行修正。

如果在模膛的上表面測量，所得的值均大於母沖頭相對應的值。和表2-6-1在最深處測得的結果比較，正好相反，如dg=φ21.449mm，dg』=φ19.142mm。這是擠壓過程中自然形成的斜度，正好滿足製作注塑模時必須有拔模斜度的要求。如果以後在模坯上表面上機械加工掉一部分餘量，那麼實際形成的拔模斜度要稍小些。

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聯 系 人 ：朱繼美

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