造成压铸生产模具损坏的原因及预防措施

未济

造成压铸生产模具损坏的原因及预防措施     
      一、造成 压铸生产模具损坏的原因：
　　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
- d2 R# G% n2 B1 \8 h  v4 Z8 C3 J　　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。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, ^7 }9 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。
% c  w3 W4 e. D  H　　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。
　　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。
" o3 V! T8 _% K! G" a" s* D9 f　　（二）.模具处理过程中
2 A7 V; N( g3 S& l& a. i　　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。
: m8 a8 z. ]" c3 |　　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。
　　（三）.在压铸生产过程中
- O- X" v6 }+ f& s% J2 i　　1、模温
% M) j% n( X( |  t# {9 R- ^　　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。
' G: _" L$ c' a* F1 g1 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。
' O3 L0 r5 m. L+ L) W  　应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。
" n# ]: V7 }" b5 Z　　2、充型
　　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。
　　3、开模
　　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。
　　4、生产过程
; R- |9 E. J% i, v( e9 S" c) r　　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。
- p0 @% F5 ]: z4 {　　二、预防模具损伤的措施：
+ H0 P1 Z: }3 x        1.良好的铸件结构设计
, k5 |9 E! p7 v2 p! l0 y) Z  r; E　　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。
　　2.合理的模具结构设计
+ ]  p7 I! Q6 j0 f" Q7 \7 X  T　　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。
- P  O9 ^9 O2 A# a3 @% n/ i9 K　　2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。
0 V) [! m- F+ C$ ]- h　　3）正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。
　　4）保持模具热平衡。
　　3.规范热处理工艺
9 B  {! J3 Z; P( ^) z2 F　　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。
* S0 a" n# B9 P, e* m) M5 D　　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) p9 f, Y+ z. n6 \　　4.压铸生产过程控制
   　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。
　　2）合理的压铸工艺：比压、充填速度。
　　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。
: g5 @9 O" O- n- C. j  e7 X  x  m5 S$ ?　　4）对合金熔炼严格控制，减少金属液中气体。
　　5.模具的维护与保养
　　1）定期消除应力
7 E9 e: P: W: D# |5 c/ N! C　　2）模具修补