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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
1 `% B& t- k/ q% h" ]$ C/ a模具损坏分析 " g. l' g2 g1 U, W! O
& `; o2 Q; m; J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% [) G2 m k
/ `/ b7 G+ \; a. M4 n: @1、毛坯锻造质量问题
! s" T5 q$ q- ~" K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。
0 N7 S, u+ E5 A: j: q2 \& k2、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。 ! h" U% c! G$ B, w. O
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。
2 h; A3 d; c/ x( w4、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。 & i8 Q/ |' w! R8 ^9 Y$ e- E9 q
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二．模具处理过程中 " H; _; y0 ]% A! o- [5 z
B4 v2 F% K" M5 Q6 P3 f% S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。
, o* `9 A% s: ?! |0 w* \) z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 T2 B$ z+ V) Q" b
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三．在压铸生产过程中
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1、模温
* N5 @/ O" B+ _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。
- n/ K# H" p: n3 M: H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。 & J8 X9 x. c1 B5 a$ Y8 K' {7 { H
应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。
" I4 D- l* s, {2、充型
9 p" I* d2 l$ B$ h" j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。 ) b& j9 H, Q2 ^! h$ a' U
3、开模 8 I# n7 h% S5 C! R0 X( q
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。 2 f. g1 [( E4 v9 f4 f9 e
4、生产过程
, L t& R" `- V3 H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。 0 F/ u7 L' A& m8 W0 R" z
, ]* i$ X) D& c N7 x! K5 B预防模具损伤的措施
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1．良好的铸件结构设计 7 y0 D6 E9 Y3 t
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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。 # l& P9 R# j6 q5 f$ u& V5 m
) K: A9 B# Q# B# ~4 p; a2 `5 Y0 P2．合理的模具结构设计 * T3 ]# I5 n0 s
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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。 , ~) `) @ i" f" w' T
2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。
- z6 [! O( S5 E: ^! F3）正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。
* K% s, s6 e& A0 ]. p: u4）保持模具热平衡。 7 W9 H: b) U/ p# b3 t, i
$ q9 ?, @5 U ?% z9 a6 ?3．规范热处理工艺 8 `5 }1 C) h S1 E4 M& a5 Y7 C2 l" ~
3 G. E; g+ ] j- c; h* U: }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。
7 N. G' K& a* Y. U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。
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% E5 l0 s% ~9 C+ h# `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。
5 @' l' f4 {# Q, Q0 R& y* o2）合理的压铸工艺：比压、充填速度。 $ u1 U3 y. H- C' h0 o
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。 1 o# ~$ h6 K( i2 N
4）对合金熔炼严格控制，减少金属液中气体。 ( D' L# O' |* _4 |! i$ l$ \ ?2 U
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5．模具的维护与保养 % `2 l x- [; ^5 G+ S
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1）定期消除应力 4 i5 B$ H3 r4 Y# U& }1 ?7 A$ ~
2）模具修补 3 J7 p" g; E x; \
* _' R, x2 I h' r. N3 f* H: k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