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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
) }% T7 L$ E& Z* @! _* G0 j, c4 g模具损坏分析
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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： 0 @* v# g! z/ B |
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一．在模具加工制造过程中
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; M* l* i1 G+ ~; v1、毛坯锻造质量问题 + B# `, }; e- s2 m( l
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。 * ?2 Z+ S# J9 w% d1 j, h' i
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& P- n( R" @3 o5 L3、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。 . e+ E U$ z9 M7 }) Q- X; @
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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二．模具处理过程中 " e! w5 _% f5 T
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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。
$ L) j" z; \" M6 X J9 W, t2 e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。
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三．在压铸生产过程中
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W8 Q2 H2 q/ F8 Q9 p$ Q8 D _1、模温
" k2 \7 ]: _8 l' ]% h6 I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。 / u" P1 m: L4 ]; \
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。 9 L- c: l- A3 l( q9 U7 u, ~% ~
应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。
9 p7 f' c c" u+ }# J6 s2、充型 / }9 `; P# D5 T- J3 _/ d
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。
. K! g( c/ `, _7 M; y+ b3、开模
h5 I: o7 y$ u7 U! P( ?2 V/ W2 H' |6 w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。
: u @; N9 T) Q4、生产过程
% y s1 h/ M" v8 q6 \: k M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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& ?7 k3 n3 B" I, a$ C* v2 n {预防模具损伤的措施 + `: ^% u3 |" s0 d7 r0 }
9 G( ~6 q7 `6 p. `& h, h+ V6 \1．良好的铸件结构设计
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$ ]- {& h# i6 H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。 1 t) H# A' w# m4 \+ \
2 c5 I: _/ P& M% O8 y2．合理的模具结构设计
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' h! ]0 g7 I4 t' M+ S+ \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: c! @# U6 r0 |* W8 }2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。 . ?6 m7 E+ _' \
3）正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。 4 W: x3 l- M+ ]" \1 F1 S
4）保持模具热平衡。 9 P: u2 j. o$ n, v+ V8 T1 f" o/ a
: e h# V" M, |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。 + ]; f; c$ P2 N3 p8 j$ z P
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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4．压铸生产过程控制
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) U, A6 m3 U. S0 z# Q7 d9 {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。
1 x# T% F3 W/ |4 u8 r0 M( b* x2）合理的压铸工艺：比压、充填速度。 ) }; B: U7 R. t; e# Y* N
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。
& i2 |3 A7 U: S9 |( H% J4）对合金熔炼严格控制，减少金属液中气体。
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1 o- y8 N% O& e' g0 j9 @8 l5．模具的维护与保养 + p+ m* i3 O) Z) \4 V1 a
3 N# f; c# S/ j; F1）定期消除应力
$ O% }$ B* W N3 u2）模具修补
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- [2 \2 T4 ~8 q+ { R) q; e6 Y; F, a7 `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