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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:
0 Z1 v. e3 C# |1 y0 k    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:
; u! i6 t& ]* j% O6 Y! R; p    (一).在模具加工制造过程中, v9 i) V; ]! E& O1 F
    1、毛坯锻造质量问题4 o! X& p8 a5 u
    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。
1 d: F8 o- [! ^5 s4 T1 y/ 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。
9 L  [5 u9 D4 F% 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。* s2 P* [1 i) Y5 Z- w# p
    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。( Z3 ~/ l9 c: L- n& d* v$ {2 p, l) x
    (二).模具处理过程中
0 n: g6 S+ P1 _2 j4 P9 W, F    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" \$ W! A  N- R
    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。
* [9 a, t# Y, C3 ]8 \7 u2 \    (三).在压铸生产过程中
- n, Q0 S7 w$ |4 [% Q. O    1、模温
  s; i! z8 I) L7 r9 `& F    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。8 g" S2 T+ R( Y) r+ L( a0 l
    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。
2 A1 C6 p: Z4 ~1 ?2 p2 S    应设置冷却温控系统,保持模具工作温度在一定的范围内。
7 D! w# c# i5 \/ p    2、充型
7 A" L; w5 x9 a* z    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。
; u& `1 ~! ~3 \* M* e2 B4 X2 A3 M    3、开模! x. u8 M" _0 g1 J; B* m7 h
    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。: c' e" x' ]# y1 A
    4、生产过程) p7 Y# ]. D+ d: e: ?3 z: y; g& A
    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。% n9 k* V5 i! k
    二、预防模具损伤的措施:( u! P, [6 ^) v* {
    1.良好的铸件结构设计
' ?2 c% y+ E4 M2 t, T    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 J6 p) s* M% C9 V
    2.合理的模具结构设计
  e, B' M4 v- W, K& p+ E    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 [) b8 L) ]! H6 Y; e
    b.浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。2 z2 `' g2 K1 q$ P) N& s% d
    c.正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。, w" s- ]! R6 F! c
    d.保持模具热平衡。, j' l8 v' `9 ]  Q3 \
    3.规范热处理工艺, r  \* N! N& C2 L$ a
    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。
0 @1 T5 h- A* q' 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。
1 E$ {" M6 {+ u0 s+ A6 F    4.压铸生产过程控制
1 _& G  a' P3 F' L+ I. Q1 }7 M- v    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。
1 g! ?) |! m  v2 O9 Y: K  V    b.合理的压铸工艺:比压、充填速度。' W2 L1 q% K/ n( R  A( r6 I, S0 c
    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。
2 q4 F1 p) t6 Y: N    d.对合金熔炼严格控制,减少金属液中气体。! w+ }1 ~$ C  F$ a3 S8 V; u0 Q8 F) v
    5.模具的维护与保养
# o' T* ~* q  Z$ r    a.定期消除应力
% h' h2 N7 X' Z, A6 n, ]. }    b.模具修补
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