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如何预防压铸生产模具损坏及措施

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发表于 2010-8-20 21:31:16 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏常州

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一、造成压铸生产模具损坏的原因:
2 i6 T) }; I1 D7 `8 s: F; M5 ~/ I. z    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:4 W) c1 X9 x0 R; P
    (一).在模具加工制造过程中. \6 X! T9 _4 H3 Q3 a
    1、毛坯锻造质量问题
8 }3 ?! B2 t5 R" W3 ]& @    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长,形成流线,这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。- K! A% C$ `& i, r
    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。
+ T; v- u+ ~  L- v9 c) v" \5 K+ i, C    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。9 E$ l5 _, e$ U
    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。
1 E' q9 B- d, G; c( d+ E" P8 l/ u/ i    (二).模具处理过程中
2 x; x) V- ]; q* u  g    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。( [# @$ i. d# o" @3 }( v
    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。
* {5 \- ~8 w8 A% H    (三).在压铸生产过程中
) I. m, t# @8 s    1、模温: h/ r2 p7 @8 e% N! }( `6 x- P
    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。
$ P- `3 k* g" \    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。
8 l. B! a0 P9 i; t/ n    应设置冷却温控系统,保持模具工作温度在一定的范围内。# T  U, A, Y+ w" k0 [& A' }. N
    2、充型
( K  B, ~5 r, R; t0 I% h5 N& y( ]$ b    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。
$ d5 @6 J4 R$ f. z; }) E$ j6 j% r    3、开模. H8 ]1 f* Q, D: Z+ H% N
    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。- W' e) N6 o& ~/ q6 k3 _
    4、生产过程( m7 k* E6 }  ]' H# h% P4 q+ q
    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。
; T- x% X/ b, G$ C9 c2 @' h4 J    二、预防模具损伤的措施:% e3 t; S5 ~, I  i5 m' g- b8 f
    1.良好的铸件结构设计
! d3 H4 U3 {' H; i; N  N    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。
; f( q+ J! M0 T8 Q* F* h3 l3 n* Z    2.合理的模具结构设计
# r1 x" W  D* E  U    a.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。
9 Y. Z' H" U4 I* u6 |    b.浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。
$ P/ \- H; l0 U; j& s4 h    c.正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。
2 ~* H, ^: g; \" p    d.保持模具热平衡。
/ B* X2 t2 f5 D    3.规范热处理工艺$ U; b9 w( r) b1 w5 V
    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 f% H7 c- i9 H0 e+ u1 Q* G( a    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。
: V( q- h, m7 O9 ^6 z5 Q    4.压铸生产过程控制2 ]( U& j# F7 k8 C7 O/ Y/ `
    a.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。
. X' r3 M' n( Y; E9 l& F! {    b.合理的压铸工艺:比压、充填速度。5 H1 ?# O0 S1 w( X7 a# l1 F( @
    c.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。# ?% E/ w- d/ w$ C9 u5 o8 u& @2 D
    d.对合金熔炼严格控制,减少金属液中气体。+ s  g( I  i2 X! H& S- S, t/ {* A
    5.模具的维护与保养
0 |) J" M5 ]9 Y! K0 V9 j    a.定期消除应力
! j; M6 j$ p3 }* {# Q% ?5 A    b.模具修补
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