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壓鑄模損壞原因

在壓鑄生產(chǎn)中,模具損壞最常見的情勢是裂紋、開裂。應(yīng)力是導(dǎo)致模具損壞的重要原因。熱、機械、化學(xué)、把持沖擊都是產(chǎn)生應(yīng)力之源,包含有機械應(yīng)力和熱應(yīng)力,應(yīng)力產(chǎn)生于:
一.在模具加工制作過程中
  1、毛坯鑄造質(zhì)量標(biāo)題
  有些模具只生產(chǎn)了幾百件就呈現(xiàn)裂紋,而且裂紋發(fā)展很快。有可能是鑄造時只保證了外型尺寸,而鋼材中的樹枝狀晶體、攙雜碳化物、縮孔、氣泡等疏松缺點沿加工方法被延伸拉長,形成流線,這種流線對以后的最后的淬火變形、開裂、應(yīng)用過程中的脆裂、失效偏向影響極大。
  2、在車、銑、刨等終加工時產(chǎn)生的切削應(yīng)力,這種應(yīng)力可通過中間退火來打消。
  3、淬火鋼磨削時產(chǎn)生磨削應(yīng)力,磨削時產(chǎn)生摩擦熱,產(chǎn)生軟化層、脫碳層,下降了熱疲憊強度,輕易導(dǎo)致熱裂、早期裂紋。對H13鋼在精磨后,可采用加熱至510-570℃,以厚度每25mm保溫一小時進行打消應(yīng)力退火。
  4、電火花加工產(chǎn)生應(yīng)力。模具表面產(chǎn)生一層富集電極元素和電介質(zhì)元素的白亮層,又硬又脆,這一層本身會有裂紋,有應(yīng)力。電火花加工時應(yīng)采用高的頻率,使白亮層減到最小,必需進行拋光方法往除,并進行回火處理,回火在三級回火溫度進行。
二.模具處理過程中
  熱處理不當(dāng),會導(dǎo)致模具開裂而過早報廢,特別是只采用調(diào)質(zhì),不進行淬火,再進行表面氮化工藝,在壓鑄幾千模次后會呈現(xiàn)表面龜裂和開裂。
鋼淬火時產(chǎn)生應(yīng)力,是冷卻過程中的熱應(yīng)力與相變時的組織應(yīng)力疊加的成果,淬火應(yīng)力是造成變形、開裂的原因,固必需進行回火來打消應(yīng)力。
三.在壓鑄生產(chǎn)過程中
  1、模溫
  模具在生產(chǎn)前應(yīng)預(yù)熱到必定的溫度,否則當(dāng)高溫金屬液充型時產(chǎn)生激冷,導(dǎo)致模具內(nèi)外層溫度梯度增大,形成熱應(yīng)力,使模具表面龜裂,甚至開裂。
  在生產(chǎn)過程中,模溫不斷升高,當(dāng)模溫過熱時,輕易產(chǎn)生粘模,運動部件失靈而導(dǎo)致模具表面損傷。
  應(yīng)設(shè)置冷卻溫控系統(tǒng),保持模具工作溫度在必定的范疇內(nèi)?! ?
  2、充型
  金屬液以高壓、高速充型,必定會對模具產(chǎn)生激烈的沖擊和沖刷,因而產(chǎn)活力械應(yīng)力和熱應(yīng)力。在沖擊過程中,金屬液、雜質(zhì)、氣體還會與模具表面產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)作用,并加速腐化和裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)金屬液裹有氣體時,會在型腔中低壓區(qū)先膨脹,當(dāng)氣體壓力升高時,產(chǎn)生內(nèi)向爆破,扯拉出型腔表面的金屬質(zhì)點而造成損傷,因氣蝕而產(chǎn)生裂紋。
  3、開模
  在抽芯、開模的過程中,當(dāng)某些元件有形變時,也會產(chǎn)活力械應(yīng)力。
  4、生產(chǎn)過程
  在每一個壓鑄件生產(chǎn)過程中,由于模具與金屬液之間的熱交換,使模具表面產(chǎn)生周期性溫度變更,引起周期性的熱膨脹和壓縮,產(chǎn)生周期性熱應(yīng)力。如澆注時模具表面因升溫受到壓應(yīng)力,而開模頂出鑄件后,模具表面因降溫受到拉應(yīng)力。當(dāng)這種交變應(yīng)力重復(fù)循環(huán)時,使模具內(nèi)部積累的應(yīng)力越來越大,當(dāng)應(yīng)力超過材料的疲憊極限時,模具表面產(chǎn)生裂紋。
  預(yù)防模具損傷的措施
  1.良好的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計
  鑄件壁厚盡可能均勻,避免產(chǎn)生熱節(jié),以減少模具局部熱量集中產(chǎn)生的熱疲憊。鑄件的轉(zhuǎn)角處應(yīng)有適當(dāng)?shù)蔫T造圓角,以避免模具上有尖角位導(dǎo)致應(yīng)力產(chǎn)生。
   2.公平的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
  1)模具中各元件應(yīng)有足夠的剛度、強度,以蒙受壓力而不變形。模具壁厚要足夠,才干減少變形。
  2)澆注系統(tǒng)設(shè)計盡量減少對型芯沖擊、沖蝕。
  3)準(zhǔn)確選擇各元件的公差配合和表面粗糙度。
  4)保持模具熱平衡。
  3.規(guī)范熱處理工藝
  通過熱處理可轉(zhuǎn)變材料的金相組織,保證必要的強度、硬度、高溫下尺寸穩(wěn)固性、抗熱疲憊性能和材料切削性能。
  準(zhǔn)確的熱處理工藝,才會得到最佳的模具性能,而鋼材的性能是受到淬火溫度和時間、冷卻速度和回火溫度把持。
   4.壓鑄生產(chǎn)過程把持
  1)溫度把持:模具的預(yù)熱溫度和工作溫度;合金澆注溫度,在保證成型良好條件下,用較低的澆注溫度。
  2)公平的壓鑄工藝:比壓、充填速度。
  3)調(diào)劑機器的鎖模力,使模具受力均勻。留心清掃模具表面的殘削碎片,以免合模時這些過剩物使模具表面受力不均勻,引起變形。
  4)對合金熔煉嚴(yán)格把持,減少金屬液中氣體。
  5.模具的保護與保養(yǎng)
  1)定期打消應(yīng)力
  2)模具修補
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