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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
0 `- e+ p, @2 j0 w, k% U) O- l7 y6 h模具损坏分析 1 x; U5 [6 M6 z' u$ o1 f! m
0 x+ U* Y: J7 H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：
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一．在模具加工制造过程中 i. ]3 G) {: ~% G7 H0 v# I
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1、毛坯锻造质量问题
6 H; J* O* i4 G7 M+ Z' t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。
' F7 e3 T9 J) d$ h$ |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。 6 W5 F- C8 Q# q4 I0 j
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。
, A) r- a" ], |% l W" b# O4、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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二．模具处理过程中 ( R. q. B5 o. C( f4 A7 q$ V
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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。
$ |/ P2 C- J. G3 i/ o5 t |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。 8 `. j' g8 j7 ]- d, }; B
: ? Z ?! m2 ?; \3 n) K% S( Z三．在压铸生产过程中
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1、模温
6 p8 L$ [9 r- h" L9 t$ }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。 2 a( e: l" b! u2 L9 o
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。 7 v) v( D$ _7 h7 D
应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。
# B5 r6 g: U6 C. H6 j2、充型 & T- \' z$ j( }3 h. l, f
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。 # ~2 U0 i( T7 |
3、开模
8 ~' b; p) o$ ?* ^- V j R3 B- y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。
3 e4 \- c( w9 t6 G; ^; s; R7 Q4、生产过程
|, F, G$ t* k( C; q f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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预防模具损伤的措施 % s, J3 t4 E# \2 z# N! X
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1．良好的铸件结构设计 ' \; b Z8 `4 \' `: w }. c. R+ o2 {
" |$ L% i7 H/ A) K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。
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6 `4 T5 {1 Q/ F- i& Y- [2．合理的模具结构设计
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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。 - u$ H' a' p! I! h* T( w" z6 }/ Y
2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。
4 v4 [" }7 x% D- j* p' Y! h3）正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。 / V5 i+ `1 B# M
4）保持模具热平衡。
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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。
; u$ y' \7 h ^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。 2 ?- ?# A7 f5 Y& L3 Z, T
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4．压铸生产过程控制
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" C N, t, Z/ ]( q1 _+ C1）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。 ' Y8 @; l9 B+ Z! [" r4 Q
2）合理的压铸工艺：比压、充填速度。
! e- p6 X, ^$ L8 k( h3）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。 ! n) C' z9 `; S) ^
4）对合金熔炼严格控制，减少金属液中气体。 - I% m& e3 d# h7 _! I
) B: Q) m* |" r; g5．模具的维护与保养 ( r1 J0 b; l. x, q7 ?- n
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1）定期消除应力
* q9 h. v/ ?; A8 ]5 k# D; x$ j, I2）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