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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; b& w6 M+ E5 x# A! _$ T; ]+ S
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：
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一．在模具加工制造过程中
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4 L, E/ r$ @1 W4 v3 Z+ j1、毛坯锻造质量问题
Z1 A/ J2 j; c) o5 K! `" Z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。
& Y0 ^: _0 J1 t1 y- `% [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。 + {$ Y3 M8 ~' P
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。
- v1 w6 Q' F8 c, p; Z9 f7 j. P4、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
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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。
2 O/ e- e. e# ~! 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。
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* I5 f4 C& J; M( Y6 r& j4 I三．在压铸生产过程中 ) h0 ~) j. l2 Z7 ?% M4 q/ J- ?* {
2 ?5 Q/ l9 \; f4 x9 R9 D4 G; P0 b1、模温 & I# ?: x, m% N0 |
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。 : }' V( [! J) R& f
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。 / w- K; M; i1 P% O
应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。 6 E3 B4 @4 E! ~1 z4 _* _) e. @
2、充型 1 `& d7 T; \% B0 U8 [+ I3 Y5 h
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 i/ n1 D& Y4 o
3、开模
2 H1 P7 B0 L8 q+ j& ?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。
8 I1 {# O( `& S" t4、生产过程
2 q4 c0 u& `& s7 D9 b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。 # X2 y( y' w8 R7 q! G
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预防模具损伤的措施
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1．良好的铸件结构设计 % g Q8 v, G( V8 f$ m3 K
5 R6 u, l7 v R8 ^1 o( `( Q/ Z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。 * @4 H# r) [6 k; |
# O' F! O" I, n) u9 p s. }$ Q2．合理的模具结构设计
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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。 : G% s0 d, \! v* y/ G
2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。 & G, K- r9 s' m! Y+ M: J
3）正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。 , I( C0 Q4 C. o( R! N
4）保持模具热平衡。 7 G$ _3 y. P% t8 Y4 Z% d/ K
z. P$ K8 [2 H5 j3．规范热处理工艺 " q _3 G- g8 _
& K/ s8 B' ^( V# ?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。 r* D. p1 F6 B- E
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 8 r2 _3 a/ [/ h6 i h
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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。 s0 L' u; G0 h
2）合理的压铸工艺：比压、充填速度。
' U4 n& N U! z$ i- ]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。
3 A& q, o2 |* D4）对合金熔炼严格控制，减少金属液中气体。 + Y4 X" t1 d2 g; k' _
* C7 D) U U2 r4 e! E" S5．模具的维护与保养
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1）定期消除应力
- h! e( s% w! N2）模具修补 ' `2 w/ Z$ O; l. w$ P5 a
. M T: P N7 G- t7 b4 N. t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