压铸模具的寿命是模具质量的重要指标，也是影响压铸企业经济效益的重要因素，因此延长压铸模具的寿命对于提高使用压铸模具企业的经营利润、减少资源浪费兼顾社会效益都具有十分重要的意义。
对于铜合金压铸模来说，由于铜合金熔点高，充型速度快，充型压力大，模具寿命比高低压铝合金压铸模具寿命低很多（一般几百次至一千次），因此，相对于其他材质的压铸模，如何延长铜合金压铸模的使用寿命更值得压铸工作者研究探讨。
一般来说，模具在使用过程中如果出现以下现象，就说明模具基本上已经接近使用寿命了：
1、模具老化，表面产生裂纹，影响美观。同时裂纹造成制件表面脱模困难或铸件变形；
2、型腔出现较大裂纹，铸件不能正常成型；
3、模具分型面塌陷，造成“漏铜”，压铸效率极低，压铸产品后处理工作量大。
图 1：表面开裂
1、影响铜合金压铸模寿命的因素
一方面，在压射过程中，压铸模具受到高温铜液的高速、高压射流冲击（浇口处速度可达40～55米/秒，充填压力一般为40～80MPa），充填压力和速度都很大，因此模具型腔表面受到很大的机械应力。
另一方面，铜液的温度较高，每次从注射完成到下一次注射，模芯都处于“热胀冷缩”的循环模式，模腔温度在360℃~550℃之间反复变化，模具经常被加热、冷却，同时受到压应力和拉应力。形象地说，就像反复拉橡皮筋，久而久之，橡皮筋表面就会出现裂纹，直至断裂。
图 2：门速
因此模具损坏的主要原因是受循环的机械应力和热应力的影响，导致型腔表面疲劳损伤，产生裂纹，甚至使整个模芯开裂失效。因此模具寿命延长主要应从降低机械应力和热应力入手。
2、延长压铸模具寿命的方法
延长压铸模具寿命的方法很多，主要应从模具材料选择、模具设计、模具制造、模具使用及保养四个方面入手。
1.模具材料
模具材料及其热处理工艺是影响模具寿命的主要因素。如前所述，模具损坏主要表现在型腔上两种形式：表面开裂和开裂。根据不同的铸件要求和不同的压铸条件，选择合适的模具钢和优化热处理工艺是延长模具寿命的重要途径。
在选择模具材料时，可以从以下三个方面进行选择：
01模具钢必须具备抵抗裂纹扩展和延伸的能力，避免模具整体开裂
目前许多钢材厂家在生产H13钢时，都把压铸模具钢韧性和延展性的提高放在首位。高的韧性和延展性可以提高钢的抗热疲劳性能，从而延长模具的寿命：对于铜合金压铸，可选用高温合金作为型腔材料。该合金在-253~700℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下屈服强度居变形高温合金之首，并具有良好的抗疲劳性能、抗辐射性能、抗氧化性能和抗腐蚀性能。经试验证实，选用其作为铜合金压铸模后，模具寿命比常规热作模具钢提高近5倍。
02 材料金相分析
除了合金元素外，组织也决定了钢的性能。金相组织越细小、越均匀，钢的性能越好。金相组织一方面取决于材料本身的特性，另一方面取决于热处理工艺。
03 材料内在品质
压铸模具材料一般为锻造钢坯，其内部容易产生微裂纹，及时发现和避免是非常必要的。因此，在确定模具材料前，应使用材料冲击试验机、金相分析仪、探伤仪等对模具内部质量及热处理效果进行确认，以保证模具质量，延长模具寿命。
（二）模具设计
压铸模具设计是影响压铸模具寿命的另一重要因素，模具设计的好坏直接影响压铸模具的寿命。因此，在设计压铸模具时，必须根据铸件的特点，合理设计模具结构。同时，必要时应在前期及时对影响模具寿命的铸件设计提出改进建议，或采取合理措施予以解决。在设计模具时，应认真考虑以下几个方面：
01 模具强度
模具强度是否满足要求是影响模具寿命的重要因素。但目前大多数压铸企业在采购模具时特别注重价格，甚至认为只要能压铸出合格的产品就行了，对模具的大小和模具强度是否满足要求则不够重视。同时，很多压铸模具厂家为了获得订单，往往压低模具价格，在制作模具时尽量节省，以降低成本。如果模具强度不够，不但会影响模具的可靠性，还会影响模具的寿命。其实从压铸生产的角度来说，这样的模具是不经济的。如果压铸模具强度不够，刚性差，在不断的机械和热冲击下，模具会过早开裂。另外，由于水封面太少，合金会从型腔中流出，如果残留的废料不及时清理，模具再次闭合时就会崩模，造成模具损坏。 因此在模具设计时必须充分考虑模具强度，以保证模具的正常、合理的使用。
02 进料速度
压铸模具中浇口的设计不仅是影响铸件质量的重要因素，而且对压铸模具的寿命也有直接的影响，因此在设计压铸模具时必须高度重视。压铸模具中浇口速度越快，对模腔的冲击越大，模腔瞬时温升越大，模具出现表面龟裂或开裂的几率也就越大。铜合金压铸模具中浇口速度一般为35-55m/s，在保证产品质量的前提下应尽量低一些，以减少高温铜液对模具的冲击，从而延长模具的寿命。
03 模具型腔水封面
由于压铸是一种高温、高速、高压的工艺，压铸模具经常会发生漏水现象。其原因包括压铸参数选择不当、压射速度太快、压力过高、锁模力不足等，以及模具设计不合理、水封面不足等。模具漏水，一方面会造成泄压，直接影响铸件内部质量；另一方面，压铸过程中飞料清理不及时（或清理困难），会挤压模具，造成模具分型面塌陷。因此，在设计模具时要十分重视水封面。
04 模具冷却（加热）系统设计
模具冷却水设计是压铸模具设计中至关重要的一个环节，如今大多数压铸模具厂家往往十分重视浇注系统，很多厂家在使用模流分析软件时，往往对填充形式研究较多，但对模具温度场的变化关注较少。其实在压铸生产中，模具冷却和模具温度场变化对生产效率、铸件质量、模具寿命都至关重要。模具冷却（加热）系统设计合理，不但能提高压铸周期、生产效率、铸件质量，还能延长模具寿命。如图3所示，通过温度场仿真发现，出现龟裂纹的位置模具温度在500℃左右。鉴于此，应在模具内部设计冷却水道，加强此位置的冷却，保持模具温度平衡。
图3 温度场及热裂失效
压铸过程是压铸模具快速冷却和加热的过程。如果压铸模具冷却设计不合理，将使模腔温度变化增大，从而增加疲劳率，造成油漆的浪费，生产效率降低，模具寿命大大降低。因此，优化模具冷却（加热）设计是提高铸件成品率和生产效率的关键，也是延长模具寿命的一个很重要的途径。
05 易损部件
为了延长模具的寿命，在设计模具时，应尽量将模具容易产生裂纹、损坏的部位采用镶嵌连接，一方面便于维修、更换；另一方面镶嵌连接处可以阻挡裂纹的延伸，防止局部裂纹向其它部位延伸，从而延长模具的寿命。
06 尖角等应力集中区域的处理
尖角容易产生应力集中，因此压铸件转角处的尖角对铸造工艺、铸件质量、压铸模寿命影响都很大，所以前期与铸件设计师讨论问题时，应特别注意铸件的转角，尽量使之大一些，尽可能加圆角，这一点非常重要。
07 涂层技术
为了延长模具的寿命，国内外许多科技工作者都在积极探索一些新技术，如新型表面氮化技术、镀钛技术、表面细网格延寿技术等。因此，作为压铸模具生产厂家和压铸模具设计人员，积极探索新技术，及时跟踪先进技术，及时采用新技术来提高模具的寿命也是提高压铸模具水平和企业技术水平的有效途径。
图4：模具表面强化处理
（三）模具制造
而模具的制造工艺、模具的制造精度也是影响模具寿命的重要因素，所以在模具制造中，我们要密切关注影响模具寿命的每一个环节，并对其进行研究和改进，从而提高我们的模具寿命。
01 改进模具制造工艺，提高模具制造精度
压铸模具内应力是影响压铸模具的重要因素，模具加工过程中容易产生应力。因此，我们在编制工艺路线、制定工艺规范、编制加工规程时，要尽量减少应力的产生，及时消除应力，以增加模具的寿命。
加强质量管理，提高模具制造水平，减少模具补焊也是增加模具寿命的重要保证。补焊材料的问题，补焊时产生的高温，内应力的问题，对模具寿命影响都很大。对于压铸模具生产厂家来说，型腔补焊是非常不可取的，如果出现这种情况，应尽可能采用热焊，焊后进行消除应力回火，以增加模具寿命。
02 减少模具表面电脉冲的硬质层
放电加工是模具型腔加工最常用的方法。但放电加工后模具型腔表面会形成白层和退化层，使模具表面处于拉应力状态。如果模具在随后的研磨抛光过程中不能将处于拉应力状态的表面磨掉，模具投入生产后就很容易早期开裂或断裂。日本的研究结果表明，放电加工后模具表面的拉应力范围可达700～。另外，当放电加工的电流较大时，模具表面会出现大量的微裂纹。这也是模具投入生产后早期开裂或断裂的原因。
03 合理的模具装配间隙
压铸工艺是一个高温、高速、高压的过程，如果压铸模具配合不好，很容易造成“漏水”和滑块卡死，从而造成模具损坏，影响模具寿命。所以压铸模具的装配其实比注塑模具更困难，也更重要。由于铸件，特别是大型模具，压铸生产时模具的温度场和非生产时常温下的温度差别很大。所以在装配时，要充分研究模具特性和温度场的变化，并据此进行有针对性的装配调整，使模具装配间隙合理。这样才能保证压铸生产时不会出现“漏水”和滑块卡死，提高模具的可靠性，延长模具的寿命。
（四）模具的使用与保养
压铸模具的使用与保养也是影响压铸模具寿命的重要部分，正确使用与保养压铸模具是压铸企业提高生产效率、产品质量、经济效益的关键，延长压铸模具的使用寿命对于提高压铸企业的经济效益十分重要，因此压铸企业一定要重视压铸模具的使用与保养。
01模具使用时应及时清理密封件及废料，防止模具受到挤压损坏。
模具在使用过程中，由于各种原因，模具经常会出现封口、废料等现象，此时一定要及时清理，否则继续生产就会造成模具的挤压损坏。特别是在滑块部分，如果废料进入滑道，当压铸机再次合模时，滑块就会塌陷、挤压。所以遇到此类问题，一定要及时清理模具，及时查找原因、修复，否则模具损坏后再去修复，会严重影响模具的寿命。
02 尽量减少模具的冷却和加热，尽量连续生产。在冷模状态下，可以使用预注射功能对模具进行预热
压铸过程中，压铸模具始终处于热胀冷缩的往复疲劳状态，模腔温度基本在220℃~450℃之间波动，模具受到骤冷骤热，不断膨胀和收缩，造成模具疲劳损坏。当在冷模状态下开始生产时，模具温度由低温开始上升，温差增大，模具发生膨胀和收缩，模具疲劳随之增大，会加速模具损坏，缩短模具寿命。因此，压铸生产时应尽可能连续生产，尽量减少模具的骤冷骤热，从而延长模具寿命。
另外，在冷模状态下，模具还未达到正常生产温度，模具各部件之间的间隙比较大，这种情况下严禁启动高速注射加压，否则废料容易进入模具之间的间隙，包括滑块、顶出孔等处，从而损坏模具，影响模具寿命。
03 尽量降低注射速度，降低比压，减少模具冲击
压铸生产时，压射速度不仅影响压铸的充模速度和浇口速度，而且在压射速度较高时冲击峰也会增大。因此，当压射速度较高、浇口速度较快时，模具的冲刷会加剧，冲击峰也会增大，对模具的冲击力也会增大，模具的寿命会大大降低。因此，我们在调整压铸工艺时，在保证产品质量的前提下，尽量降低压射速度，以增加模具的寿命，提高压铸企业的经济效益，是非常重要的。目前，先进的压铸机都设有压射制动点，这对于降低冲击峰，减少对模具的冲击力，增加模具的寿命都是非常有利的。下图是设有“制动点”的压射冲头的运动曲线，经实践证明，增加制动点后的工艺，模具的寿命提高了近10%。
图5 带有“制动点”的注射冲头运动曲线
04尽量降低铜合金液浇注温度，增加模具使用寿命
压铸生产时铜合金液的浇注温度不仅影响铸件的质量，还影响压铸模具的使用寿命。一般压铸时，铜合金液的浇注温度在920℃~950℃之间。针对不同的零件，应尽量选择较低的浇注温度，这样不仅省电，而且可以延长压铸模具的使用寿命。因为铜合金液的温度越高，对模具的冲蚀作用越大，模具温度场的变化范围越大，热胀冷缩的幅度越大，模具疲劳越大，越容易损坏。因此，适当降低铜合金液的浇注温度，有利于延长压铸模具的使用寿命。
05加强模具维护和定期保养
压铸模具一直在高压、高速、高温下连续生产，使用条件比较恶劣，使用过程中模具可能会出现损坏或存在故障隐患。因此加强模具的维护保养非常重要，定期对模具进行保养，更换损坏件、更换易损件、清理滑块、顶出孔等，不仅可以保证压铸生产时模具的可靠性，还可以延长模具的使用寿命。
结论
压铸模具是压铸企业最重要的生产工具，是影响企业产品质量和生产效率的关键。压铸模具的可靠性、成品率、生产效率、模具寿命是衡量模具质量的关键因素。提高模具水平、延长模具寿命也是提高压铸企业经济效益的重要途径。延长模具寿命是一个系统工程，必须从模具材料的选择、模具的设计、模具的制造、模具的使用等各个环节抓起，缺一不可。
/ 结尾。