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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; }5 J# {9 S- f( d; ?
模具损坏分析
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A7 c4 t% v: E) T8 J2 |+ p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： : H! E' z' |. ]' F. [' e0 h0 K
V9 Z; a% f% `% Z一．在模具加工制造过程中
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1、毛坯锻造质量问题
X8 W9 u( J$ y* U; \" b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。 1 q, N" ], P* R4 Q" Q
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。
; ]# S" ?$ T' a. f% `* A! r. {6 R3、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 @( X- `$ N% ?. k4 A9 @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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: k+ A8 F" G; u) Q/ p9 v, Z* p二．模具处理过程中 7 n7 \: ~" O4 D# G
* ]( g3 l, x# x3 |* s6 i5 j4 v8 J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。 ; q" x% h' c; N0 C. B) F+ _3 L
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 O, Z, E5 A% x% z
" \! [) {5 R6 t# i( K三．在压铸生产过程中
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1、模温 / l3 |$ t2 j+ I4 O
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。
O5 Y" r; b1 @% F0 P6 k: z. F* x2 q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。 % ~5 t/ q% y+ q
应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。
- {4 F3 _, h9 c2 T/ E2、充型
- g7 k* q; c7 D: h7 S S- ?; O# n( U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。
5 `3 U( }% `+ x3、开模
* F" z) O; @2 w( ~- x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 r( H$ Q4 g; {, F0 c6 D6 ?0 |4、生产过程 $ m4 v: g" o2 M/ s7 M5 [
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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4 c7 h- q( v/ [: z) Q预防模具损伤的措施 4 |: N N# A7 i
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1．良好的铸件结构设计 ! t0 v, k) o. w1 W4 b9 e# X
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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。 ' G0 T# u% m' Z9 B8 Y1 T: B# C
+ J9 O, q: s( h3 b2．合理的模具结构设计 4 g. a( R% v4 \& T( \2 Z1 U+ V) H
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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。
# w. j' `* {! l b' { v; q2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。
4 Z; }3 U2 e8 q, M1 w3）正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。
5 `& P' C9 ]4 e1 h4）保持模具热平衡。 9 `) ^5 m3 G' o3 K3 H: b
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3．规范热处理工艺
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6 o) ~; l% A6 `" p! c( n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。
( [9 J, J+ t. B% [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。 + w& s2 Q4 R7 W/ r3 P
0 k1 B+ `! E, W. R z4．压铸生产过程控制 ! D6 d4 X" {/ ^4 Q& k+ j' C' h) r
}! l8 [) r8 U4 e% z7 M1）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 R5 V; Z- U+ ^. B) [2）合理的压铸工艺：比压、充填速度。 K4 p5 A) ]2 L& F$ @0 b
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。 % M7 ^1 e) d' A9 n
4）对合金熔炼严格控制，减少金属液中气体。 ' `6 X$ U& l7 [ X8 Z0 N' u
) P7 Y; A1 E1 D! L: ]5．模具的维护与保养
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2 \7 {7 ~1 k1 v& ?. s8 y1）定期消除应力
9 Z6 \5 ^# H1 f2）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