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压铸模具失效原因和维修保养与压铸模具恒温控制的必要性

作者: 500元四小时服务不限制-首页发表时间:2019-09-28 09:26:24浏览量:2010

压铸模具由于生产周期长、投资大、制造精度高,故造价高,因此希望模具有较高的使用寿命。但由于材料、机械加工等一系列内外因素的影响,导致模具过早失效而报废,造成极大的浪费。 压铸模具失效形式主要有:尖角、...
压铸模具由于生产周期长、投资大、制造精度高,故造价高,因此希望模具有较高的使用寿命。但由于材料、机械加工等一系列内外因素的影响,导致模具过早失效而报废,造成极大的浪费。

压铸模具失效形式主要有:尖角、拐角处开裂、劈裂、热裂纹(龟裂)、磨损、冲蚀等。造成压铸模具失效的主要原因有:材料自身存在的缺陷、加工、使用、维修以及热处理的问题。

一、材料自身存在的缺陷
众所周知,压铸模具的使用条件极为恶劣。以铝压铸模具为例,铝的熔点为580-740℃,使用时,铝液温度控制在650-720℃。在不对模具预热的情况下压铸,型腔表面温度由室温直升至液温,型腔表面承受极大的拉应力。开模顶件时,型腔表面承受极大的压应力。数千次的压铸后,模具表面便产生龟裂等缺陷。

由此可见,压铸使用条件属急热急冷。模具材料应选用冷热疲劳抗力、断裂韧性、热稳定性高的热作模具钢。H13(4Cr5MoV1Si)是目前应用较广泛的材料,据介绍,国外80%的型腔均采用H13,现在国内仍大量使用3Cr2W8V,但3Cr2W8VT_艺性能不好,导热性很差,线膨胀系数高,工作中产生很大热应力,导致模具产生龟裂甚至破裂,并且加热时易脱碳,降低模具抗磨损性能,因此属于淘汰钢种。马氏体时效钢适用于耐热裂而对耐磨性和耐蚀性要求不高的模具。钨钼等耐热合金仅限于热裂和腐蚀较严重的小型镶块,虽然这些合金即脆又有缺口敏感性,但其优点是有良好的导热性,对需要冷却而又不能设置水道的厚压铸件压铸模具有良好的适应性。因此,在合理的热处理与生产管理下,H13仍具有满意的使用性能。

制造压铸模具的材料,无论从哪一方面都应符合设计要求,保证压铸模具在其正常的使用条件下达到设计使用寿命。因此,在投入生产之前,应对材料进行一系列检查,以防带缺陷材料,造成模具早期报废和加工费用的浪费。常用检查手段有宏观腐蚀检查、金相检查、超声波检查。

(1)宏观腐蚀检查。主要检查材料的多孔性、偏析、龟裂、裂纹、非金属夹杂以及表面的锤裂、接缝。

(2)金相检查。主要检查材料晶界上碳化物的偏析、分布状态、晶料度以及晶粒间夹杂等。

(3)超声波检查。主要检查材料内部的缺陷和大小。
二、压铸模具的加工、使用、维修和保养

模具设计手册中已详细介绍了压铸模具设计中应注意的问题,但在确定压射速度时,最大速度应不超过100m/S。速度太高,促使模具腐蚀及型腔和型芯上沉积物增多;但过低易使铸件产生缺陷。因此对于镁、铝、锌相应的最低压射速度为27、18、12m/s,铸铝的最大压射速度不应超过53m/s,平均压射速度为43m/s。

在加工过程中,较厚的模板不能用叠加的方法保证其厚度。因为钢板厚1倍,弯曲变形量减少85%,叠层只能起叠加作用。厚度与单板相同的2块板弯曲变形量是单板的4倍。另外在加工冷却水道时,两面加工中应特别注意保证同心度。如果头部拐角,又不相互同心,那么在使用过程中,连接的拐角处就会开裂。冷却系统的表面应当光滑,最好不留机加工痕迹。

电火花加工在模具型腔加工中应用越来越广泛,但加工后的型腔表面留有淬硬层。这是由于加工中,模具表面自行渗碳淬火造成的。淬硬层厚度由加工时电流强度和频率决定,粗加工时较深,精加工时较浅。无论深浅,模具表面均有极大应力。若不清除淬硬层或消除应力,在使用过程中,模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。消除淬硬层或去应力可用:

①用油石或研磨去除淬硬层;

②在不降低硬度的情况下,低于回火温度下去应力,这样可大幅度降低模腔表面应力。

模具在使用过程中应严格控制铸造工艺流程。在工艺许可范围内,尽量降低铝液的烧铸温度,压射速度,提高模具预热温度。铝压铸模具的预热温度由100~130℃提高至180~200℃,模具寿命可大幅度提高。

压铸模具具是直接影响汽车压铸件质量和成本的关键因素之一。压铸模具具的结构和制造工艺比较复杂,因此其成本较高。如何降低成本和提高压铸模具具使用寿命,就成为人们一直关注的问题。

据有关资料介绍,目前国外压铸铝合金模具的使用寿命一般在十万次以上,铸件尺寸精度高,内部质量好。而国内的压铸模具具使用寿命一般只有3-5万次,尺寸精度较低。

这些除了与压铸型的结构设计、模具材料、制造工艺及后处理方法等因素有关外,一个重要的因素就是通过压铸模具温机进行压铸模具具温度的控制,也称为恒温保护。这在国外已引起压铸行业模具设计人员足够的重视。压铸模具具恒温保护,是减少压铸模具具热疲劳、提高压铸件质量和降低压铸件生产成本的有效方法,因此压铸模具具恒温控制很有必要。

压铸模具温机作为提高压铸生产效率和降低生产成本的方法,在国外已经使用得非常广泛。而国内,随着压铸技术的提高,压铸模具温机的使用也开始成为趋势。
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