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造成压铸模具损坏的原因及预防措施是什么



 

     压铸模具损坏最常见的形式是裂纹、开裂。应力是导致模具损坏的主要原因。那么,压铸模具损坏的原因有哪些呢?下面就由中山华氏抚顺特钢为大家解答。


      压铸模具损坏的原因:

      一、在模具加工制造过程中

      1、毛坯锻造质量问题。模具钢中的树枝状晶体、夹杂碳化物、缩孔、气泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉长,形成流线,在之后的淬火变形、开裂、使用过程中的脆裂、失效倾向影响极大。

      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消除。

      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,降低了热疲劳强度,容易导致热裂、早期裂纹。

      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,必须进行抛光方法去除,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出现表面龟裂和开裂。模具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结果。淬火应力是造成变形、开裂的原因,故必须进行回火来消除应力。

      三、在压铸生产过程中

    (1)模温。模具在生产前应预热到一定的温度,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,容易产生粘模,运动部件失灵而导致模具表面损伤。所以应设置冷却温控系统,保持模具工作温度在一定的范围内。

    (2)充型。金属液以高压、高速充型,必然会对模具产生激烈的冲击和冲刷,因而产生机械应力和热应力。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,并加速腐蚀和裂纹的产生。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、开模过程中,当某些元件有形变时,也会产生机械应力。

    (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化,引起周期性的热膨胀和收缩,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,当这种交变应力反复循环时,使模具内部积累的应力越来越大,当应力超过材料的疲劳极限时,模具表面产生裂纹。

   预防压铸模具损坏的措施:

     一、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劳。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。

     二、合理的模具结构设计

   (1)模具中各元件应有足够的刚度、强度,以承受压力而不变形。模具壁厚要足够,才能减少变形。

   (2)浇注系统设计尽量减少对型芯的冲击、冲蚀。

   (3)正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。

     三.规范热处理工艺

     通过热处理可改变材料的金相组织,保证必要的强度、硬度、高温下尺寸稳定性、抗热疲劳性能和材料切削性能。正确的热处理工艺,才会得到最佳的模具性能,而模具钢的性能是受到淬火温度和时间、冷却速度和回火温度控制。

     四、压铸生产过程控制

   (1)温度控制:模具的预热温度和工作温度;合金浇注温度,在保证成型良好前提下,用较低的浇注温度。

   (2)合理的压铸工艺:比压、充填速度。

   (3)调整机器的锁模力,使模具受力均匀。注意清扫模具表面的残削碎片,以免合模时这些多余物使模具表面受力不均匀,引起变形。

   (4)对合金熔炼严格控制,减少金属液中气体。

     五、压铸模具材料的选择

     压铸模的使用寿命与压铸模的材质密切相关。压铸模零、部件主要分为与金属液接触的零部件、滑动配合零部件和模架结构零件。压铸模型腔与浇道等部件在金属的压力铸造生产过程中,直接与高温、高压、高速的金属液相接触。一方面受到金属液的直接冲刷、磨损、高温氧化和各种腐蚀。另一方面由于生产的高效率,模具温度的升高和降低非常剧烈,并形成周期性的变化。因此,压铸模的工作环境十分恶劣。所以,在选择压铸模的制造材料时就应当具有以下特性:

    (1)具有良好的可锻性和切削性。

    (2)高温下具有较高的红硬性、高温强度、抗回火稳定性和冲击韧度。

    (3)具有良好的导热性和抗疲劳性。

    (4)具有足够的高温抗氧化性。

    (5)膨胀系数小。

    (6)具有高的耐磨性和耐蚀性。

    (7)具有良好的淬透性和较小的热处理变形率。

      >>>拓展阅读:压铸模具钢放电加工时的注意事项


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