压铸模损坏原因及预防措施

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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
模具损坏分析

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：

一．在模具加工制造过程中

1、毛坯锻造质量问题
, ]$ f% w: h! U0 ]7 y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。
' Y, c7 r& V( p( d0 E2、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% i4 W) b3、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。
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。
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/ H7 g) y) K+ I0 m  Z! D1 Z二．模具处理过程中
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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。
! r$ N: Y+ {( h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。

2 A! R/ Y# R) I, P三．在压铸生产过程中

4 Z, ?+ w! {( n8 d6 Y1、模温
, ]% ~% z& F* F! Y; j7 M1 s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。
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。
* ?1 j0 R( Q$ D" Z: s; ~3、开模
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。
+ E" s1 r. K7 H- B% Q# T! Q1 H4、生产过程
& Q- Z9 H9 c8 O5 s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。

预防模具损伤的措施
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( n6 A& \+ \; R+ M$ ]1．良好的铸件结构设计

5 p. Y( r0 \0 ^9 p6 f2 F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。

& k% v' h5 V* M1 P- i' _* H2．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。
. B( Q7 A, ~& c$ A5 Q" V2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。
  c4 U6 w: J) |! J* I* H, T  a3）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。

3．规范热处理工艺
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# R. n7 @& q# C' d' c% }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。

5 P9 k3 M7 d- s* j8 g& `) `3 S+ i4．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。
2）合理的压铸工艺：比压、充填速度。
0 U# a/ O% ~  J" ~: D$ p% S4 D3）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。
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: V# t/ `4 B; ^5．模具的维护与保养

% o2 w* V& \! f$ I$ ~- }1）定期消除应力
6 ?% J. y# f+ M& \6 p2）模具修补
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' w' q0 P+ O1 b& v2 K; J压铸件结构设计的注意事项

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