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新闻摘要:模具损坏分析在压铸生产中，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。热、机械、化学、操作冲击都是产生应力之源，包括有机械应力和热应力，应力产生于：一．在模具加工制造过程中1、毛坯锻造质量问题有些模具只生产了几百件就出现裂纹，而且裂纹发展很快。2、在车、铣、刨等终加工时产生的切削应
/ \. w, |0 c9 D* C3 _+ Y) Q) T模具损坏分析
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在压铸生产中，模具损坏最常见的形式http://www.51base.com/Txt2Img/20062918111243.gif裂纹、开裂。应力是导致模具损坏的主要原因。热、机械、化学、操作冲击都是产生应力之源，包括有机械应力和热应力，应力产生于： ' M9 n; }5 L' l+ _/ w+ J6 q$ o. C
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一．在模具加工制造过程中
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% U5 Y$ @- z9 v/ f6 d0 L1、毛坯锻造质量问题 + a% G [$ m9 [8 ^
有些模具只生产了几百件就出现裂纹，而且裂纹发展很快。有可能是锻造时只保证了外型尺寸，而钢材中的树枝状晶体、夹杂碳化物、缩孔、气泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉http://www.51base.com/Txt2Img/20064918311243.gif，形成流线，http://www.51base.com/Txt2Img/20061918011243.gif种流线对以后的最后的淬火变形、开裂、使用过程中的脆裂、失效倾向影响极大。
# U. P! d' E# m U- X4 W8 i2、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。 5 M$ W! I. Z7 _, \ V$ P8 e
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。对H13钢在精磨后，可采取加热至510－570℃，以厚度每25mm保温一小时进行消除应力退火。
( E _% J4 ]+ S7 }" `" Q h" J# E4、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。
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8 Y) p; O# E; e* u, L. b二．模具处理过程中 ; I8 r, y- T4 f
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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。 3 H; |* Q. Q* Y4 {* n$ S8 }
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，固必须进行回火来消除应力。 " F* C$ J- p9 P% C; B5 o2 |
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三．在压铸生产过程中 * H$ @/ Z# @# a# _, ^5 O
6 P; ~% Q6 v; N% G* U; z1、模温
7 `% R/ d$ _, V# B2 X' O+ H! w5 q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。
6 \4 r% o0 Z- ?# Z1 f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。 ( X v: a5 b7 }
应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。 " X/ \6 k8 s2 {. W3 L. z1 D8 h# f) M
2、充型
! f+ }: j3 y0 d9 I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。
. \" } `& W X2 u3、开模 4 N+ a$ V# }, b) I5 r- f4 J
在抽芯、开模的过程中，当某些元件有形变时，也会产生机械应力。 % k$ |7 f o1 o) A" v' _& P5 {8 `
4、生产过程 . `; X) Z+ F& m( S4 R5 ~2 [
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。
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$ Z8 G7 s6 {3 J! V; O5 B4 K1 O* f& K预防模具损伤的措施
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1．良好的铸件结构设计
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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。 * Q& ^0 A3 ^) M$ W3 U! }
; @+ E" N7 N0 ]2．合理的模具结构设计 + a- m* ^2 `7 Y2 N; ]6 |
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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。 , E( J4 E# [+ K) j! Q: M# C, u$ y
2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。
7 J( J6 v2 e% L8 x3）正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。
- c# f1 U2 ^. y2 b4）保持模具热平衡。 $ o) h9 B) x0 o# c
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3．规范热处理工艺
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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。 : a, N9 H7 \/ w. t% K
正确的热处理工艺，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控制。 8 s1 S, X/ L: c# G2 t0 Y
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4．压铸生产过程控制
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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。 , ^; d# w# A8 J. l* t7 a
2）合理的压铸工艺：比压、充填速度。 ' X4 V, x: S3 j: P
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。
) O4 y% ~/ {' W* _4）对合金熔炼严格控制，减少金属液中气体。 5 B8 L7 Q1 ^+ N5 u+ [ `6 Y
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5．模具的维护与保养 3 J0 Q' I# U! m' l
7 @# K2 z' _, ~" V1）定期消除应力
0 ]- h. m; `0 ~* q; L2）模具修补
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压铸件结构设计的注意事项 |
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发表于 2007-3-29 10:08:07