壓鑄模由于生產(chǎn)周期長底洗、投資大涩澡、制造精度高祝懂,故造價高票摇,因此希望模具有較高的使用壽命。但由于材料窜旺、機(jī)械加工等一系列內(nèi)外因素的影響共悼,導(dǎo)致模具過早失效而報廢,造成極大的浪費(fèi)杏紫。
壓鑄模失效形式主要有:尖角钙瘫、拐角處開裂、劈裂申蔗、熱裂紋(龜裂)侯砸、磨損挨奶、沖蝕等。造成壓鑄模失效的主要原因有:材料自身存在的缺陷俗衍、加工粥萍、使用、維修以及熱處理的問題簸隅。
一犀挠、材料自身存在的缺陷
眾所周知,壓鑄模的使用條件極為惡劣撰钥。以鋁壓鑄模為例燎字,鋁的熔點(diǎn)為580-740℃,使用時城舞,鋁液溫度控制在650-720℃轩触。在不對模具預(yù)熱的情況下壓鑄,型腔表面溫度由室溫直升至液溫家夺,型腔表面承受極大的拉應(yīng)力脱柱。開模頂件時,型腔表面承受極大的壓應(yīng)力拉馋。數(shù)千次的壓鑄后榨为,模具表面便產(chǎn)生龜裂等缺陷。
由此可見煌茴,壓鑄使用條件屬急熱急冷随闺。模具材料應(yīng)選用冷熱疲勞抗力、斷裂韌性蔓腐、熱穩(wěn)定性高的熱作模具鋼矩乐。H13(4Cr5MoV1Si)是目前應(yīng)用較廣泛的材料,據(jù)介紹回论,國外80%的型腔均采用H13恋猜,現(xiàn)在國內(nèi)仍大量使用3Cr2W8V,但3Cr2W8VT_藝性能不好,導(dǎo)熱性很差晴消,線膨脹系數(shù)高贰嚷,工作中產(chǎn)生很大熱應(yīng)力,導(dǎo)致模具產(chǎn)生龜裂甚至破裂战决,并且加熱時易脫碳泵位,降低模具抗磨損性能,因此屬于淘汰鋼種窘燎。馬氏體時效鋼適用于耐熱裂而對耐磨性和耐蝕性要求不高的模具辙肿。鎢鉬等耐熱合金僅限于熱裂和腐蝕較嚴(yán)重的小型鑲塊,雖然這些合金即脆又有缺口敏感性,但其優(yōu)點(diǎn)是有良好的導(dǎo)熱性褥疆,對需要冷卻而又不能設(shè)置水道的厚壓鑄件壓鑄模有良好的適應(yīng)性兆焦。因此,在合理的熱處理與生產(chǎn)管理下永铛,H13仍具有滿意的使用性能。
制造壓鑄模的材料捻艳,無論從哪一方面都應(yīng)符合設(shè)計要求驾窟,保證壓鑄模在其正常的使用條件下達(dá)到設(shè)計使用壽命。因此认轨,在投入生產(chǎn)之前绅络,應(yīng)對材料進(jìn)行一系列檢查,以防帶缺陷材料嘁字,造成模具早期報廢和加工費(fèi)用的浪費(fèi)恩急。常用檢查手段有宏觀腐蝕檢查、金相檢查纪蜒、超聲波檢查衷恭。
(1)宏觀腐蝕檢查纯续。主要檢查材料的多孔性随珠、偏析、龜裂猬错、裂紋窗看、非金屬夾雜以及表面的錘裂、接縫倦炒。
≡∠椤(2)金相檢查。主要檢查材料晶界上碳化物的偏析毁兼、分布狀態(tài)预蒜、晶料度以及晶粒間夾雜等。
∽耸恪(3)超聲波檢查奇门。主要檢查材料內(nèi)部的缺陷和大小。
二茂蓬、壓鑄模的加工栖啰、使用、維修和保養(yǎng)
模具設(shè)計手冊中已詳細(xì)介紹了壓鑄模設(shè)計中應(yīng)注意的問題吴钧,但在確定壓射速度時劫漠,最大速度應(yīng)不超過100m/S。速度太高,促使模具腐蝕及型腔和型芯上沉積物增多拄弯;但過低易使鑄件產(chǎn)生缺陷兜飒。因此對于鎂、鋁贞盯、鋅相應(yīng)的最低壓射速度為27音念、18、12m/s躏敢,鑄鋁的最大壓射速度不應(yīng)超過53m/s闷愤,平均壓射速度為43m/s。
在加工過程中件余,較厚的模板不能用疊加的方法保證其厚度讥脐。因?yàn)殇摪搴?倍,彎曲變形量減少85%啼器,疊層只能起疊加作用旬渠。厚度與單板相同的2塊板彎曲變形量是單板的4倍。另外在加工冷卻水道時端壳,兩面加工中應(yīng)特別注意保證同心度告丢。如果頭部拐角,又不相互同心更哄,那么在使用過程中芋齿,連接的拐角處就會開裂。冷卻系統(tǒng)的表面應(yīng)當(dāng)光滑用玷,最好不留機(jī)加工痕跡秤瞒。
電火花加工在模具型腔加工中應(yīng)用越來越廣泛,但加工后的型腔表面留有淬硬層疗涎。這是由于加工中侵透,模具表面自行滲碳淬火造成的。淬硬層厚度由加工時電流強(qiáng)度和頻率決定理若,粗加工時較深逞脚,精加工時較淺。無論深淺涡似,模具表面均有極大應(yīng)力霸篡。若不清除淬硬層或消除應(yīng)力,在使用過程中怨怒,模具表面就會產(chǎn)生龜裂吹毫、點(diǎn)蝕和開裂。消除淬硬層或去應(yīng)力可用:①用油石或研磨去除淬硬層榴痢;②在不降低硬度的情況下龟卷,低于回火溫度下去應(yīng)力同诫,這樣可大幅度降低模腔表面應(yīng)力。
模具在使用過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鑄造工藝流程樟澜。在工藝許可范圍內(nèi)误窖,盡量降低鋁液的燒鑄溫度,壓射速度秩贰,提高模具預(yù)熱溫度霹俺。鋁壓鑄模的預(yù)熱溫度由100~130℃提高至180~200℃,模具壽命可大幅度提高毒费。
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