在压铸生产中,模具损坏最常见的情势是裂纹、开裂。应力是导致模具损坏的重要原因。热、机械、化学、把持冲击都是产生应力之源,包含有机械应力和热应力,应力产生于:
一.在模具加工制作过程中
1、毛坯铸造质量标题
有些模具只生产了几百件就呈现裂纹,而且裂纹发展很快。有可能是铸造时只保证了外型尺寸,而钢材中的树枝状晶体、搀杂碳化物、缩孔、气泡等疏松缺点沿加工方法被延伸拉长,形成流线,这种流线对以后的最后的淬火变形、开裂、应用过程中的脆裂、失效偏向影响极大。
2、在车、铣、刨等终加工时产生的切削应力,这种应力可通过中间退火来打消。
3、淬火钢磨削时产生磨削应力,磨削时产生摩擦热,产生软化层、脱碳层,下降了热疲惫强度,轻易导致热裂、早期裂纹。对H13钢在精磨后,可采用加热至510-570℃,以厚度每25mm保温一小时进行打消应力退火。
4、电火花加工产生应力。模具表面产生一层富集电极元素和电介质元素的白亮层,又硬又脆,这一层本身会有裂纹,有应力。电火花加工时应采用高的频率,使白亮层减到最小,必需进行抛光方法往除,并进行回火处理,回火在三级回火温度进行。
二.模具处理过程中
热处理不当,会导致模具开裂而过早报废,特别是只采用调质,不进行淬火,再进行表面氮化工艺,在压铸几千模次后会呈现表面龟裂和开裂。
钢淬火时产生应力,是冷却过程中的热应力与相变时的组织应力叠加的成果,淬火应力是造成变形、开裂的原因,固必需进行回火来打消应力。
三.在压铸生产过程中
1、模温
模具在生产前应预热到必定的温度,否则当高温金属液充型时产生激冷,导致模具内外层温度梯度增大,形成热应力,使模具表面龟裂,甚至开裂。
在生产过程中,模温不断升高,当模温过热时,轻易产生粘模,运动部件失灵而导致模具表面损伤。
应设置冷却温控系统,保持模具工作温度在必定的范畴内。
2、充型
金属液以高压、高速充型,必定会对模具产生激烈的冲击和冲刷,因而产活力械应力和热应力。在冲击过程中,金属液、杂质、气体还会与模具表面产生复杂的化学作用,并加速腐化和裂纹的产生。当金属液裹有气体时,会在型腔中低压区先膨胀,当气体压力升高时,产生内向爆破,扯拉出型腔表面的金属质点而造成损伤,因气蚀而产生裂纹。
3、开模
在抽芯、开模的过程中,当某些元件有形变时,也会产活力械应力。
4、生产过程
在每一个压铸件生产过程中,由于模具与金属液之间的热交换,使模具表面产生周期性温度变更,引起周期性的热膨胀和压缩,产生周期性热应力。如浇注时模具表面因升温受到压应力,而开模顶出铸件后,模具表面因降温受到拉应力。当这种交变应力重复循环时,使模具内部积累的应力越来越大,当应力超过材料的疲惫极限时,模具表面产生裂纹。
预防模具损伤的措施
1.良好的铸件结构设计
铸件壁厚尽可能均匀,避免产生热节,以减少模具局部热量集中产生的热疲惫。铸件的转角处应有适当的铸造圆角,以避免模具上有尖角位导致应力产生。
2.公平的模具结构设计
1)模具中各元件应有足够的刚度、强度,以蒙受压力而不变形。模具壁厚要足够,才干减少变形。
2)浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。
3)准确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。
4)保持模具热平衡。
3.规范热处理工艺
通过热处理可转变材料的金相组织,保证必要的强度、硬度、高温下尺寸稳固性、抗热疲惫性能和材料切削性能。
准确的热处理工艺,才会得到最佳的模具性能,而钢材的性能是受到淬火温度和时间、冷却速度和回火温度把持。
4.压铸生产过程把持
1)温度把持:模具的预热温度和工作温度;合金浇注温度,在保证成型良好条件下,用较低的浇注温度。
2)公平的压铸工艺:比压、充填速度。
3)调剂机器的锁模力,使模具受力均匀。留心清扫模具表面的残削碎片,以免合模时这些过剩物使模具表面受力不均匀,引起变形。
4)对合金熔炼严格把持,减少金属液中气体。
5.模具的保护与保养
1)定期打消应力
2)模具修补
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压铸模损坏原因
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