眾所周知,壓鑄模具製造精度高,加工周(zhōu)期長,製造成本高,因此模具必須有較高的使用壽命。但由(yóu)於材料、機械加工等一係列因素的影響(xiǎng),導致模具過早失效而報廢,造成極大的(de)浪費。壓鑄模具失效形式主要有:尖角(jiǎo)、拐角處開裂、劈裂、熱裂紋(龜裂)、磨損、衝蝕等。造(zào)成壓鑄模具失(shī)效的主要原因有:材料自身存在的缺陷、加工、使用、維修以及熱處理等問題。
1材料自身存在的缺陷
2壓鑄模的加工、使用、維修和(hé)保養
模(mó)具設計手(shǒu)冊中已詳細介紹了(le)壓鑄模設計中應注意(yì)的問題(tí),但在確定壓射速度時,最大速度不應(yīng)超過100m/S.速度太高,促使(shǐ)模具腐蝕及型腔(qiāng)和型芯上沉積物增多(duō);但(dàn)過低易使鑄件產生缺陷。因此對於鎂、鋁、鋅相應的最低壓(yā)射(shè)速度為27、18、12m/s,鑄鋁的最(zuì)大壓射速度不應超過53m/s,平均壓射速度為(wéi)43m/s。在加工過程中,較厚的模板不能用疊加的方法保證其厚度。因為鋼板厚1倍,彎曲變形量減少85%,疊層隻能起疊加作用。厚度與單板相同的(de)2塊板彎曲變形量(liàng)是單板的4倍。另(lìng)外(wài)在(zài)加工冷卻水道時,兩麵加(jiā)工應特別注意保(bǎo)證同心度。如果頭部拐角不同心,那麽在使用過程中,連接的拐角處就會開裂。冷卻係統的表麵應當光滑。最好不留機加工痕跡(jì)。電(diàn)火花(huā)加工在模具型腔加(jiā)工中應用越來越廣泛,但加工後的型腔表(biǎo)麵留有淬硬層。這是由(yóu)於加(jiā)工中,模具表麵(miàn)自(zì)行滲(shèn)碳淬火造成的。淬(cuì)硬層厚度由加工時電流(liú)強度和頻率決定(dìng),粗(cū)加(jiā)工時較深,精(jīng)加工時較淺。無論深淺,模具表麵均有(yǒu)極大應(yīng)力。若不清除淬硬層(céng)或消除應力。在使用過程中。模具表(biǎo)麵就會產生龜裂、點蝕和開裂。消除(chú)淬(cuì)硬層或去(qù)應(yīng)力的方法:①用油石或研磨去除淬硬層,⑦在不降低硬度的情況下,低於回火溫度消除應力。模具在使用過程中應嚴格控製鑄造(zào)工藝流程。在工藝(yì)許可範圍內。盡量降低鋁液的澆鑄溫度,壓射速度,提高模具預熱溫(wēn)度.鋁(lǚ)壓鑄模的預熱溫度由100一130℃提高至180~200℃,模具壽命可大幅度提高。焊接修複是模具修複中一種常用手段.在焊接前(qián),應先掌握(wò)所焊模具鋼型(xíng)號,用機械加工(gōng)或磨削消除表麵缺陷,焊(hàn)接表麵(miàn)必須(xū)是幹淨和經烘幹的.所用焊條應同模(mó)具鋼成分一致(zhì),也必須(xū)是幹淨和經烘(hōng)幹的.模具(jù)與(yǔ)焊(hàn)條一起預熱(H13為450℃),待表麵與心部溫度一(yī)致後(hòu),在保護氣下焊接修(xiū)複。在焊接過程中。當溫度低於260℃時,要重新加熱。焊接後,當模具冷卻至手可觸摸,再加熱至475℃,按25mm/h保溫。最後於靜止的空氣中完全冷卻,再進行型腔的修整和精加工。模(mó)具焊(hàn)後進行加熱回火,是焊接修複(fù)巾重要的一(yī)環(huán),即消除(chú)焊(hàn)接應力以及對焊接時被加熱淬火(huǒ)的焊(hàn)層下麵(miàn)的薄層進行回火.模(mó)具使用一段時間後。由於壓射速度(dù)過高和長時間使用,型腔和型芯上會有(yǒu)沉積物。這些沉積物是由脫模劑(jì)、冷卻液的雜質和少量(liàng)壓鑄金屬在高溫高壓下結合而成(chéng)。這些沉積物相當硬。並與型芯和型腔表麵粘附牢固,很難清(qīng)除。在清除沉(chén)積物時。不能甩噴燈加熱(rè)清除,這可能導致模具表麵局(jú)部熱點或脫碳點的產生,從而成為熱裂的發源地。應采用研磨或機械去除,但不得傷及(jí)其它型麵,造成(chéng)尺寸變化.經常保養可以使(shǐ)模具保持良好(hǎo)的使用狀(zhuàng)態(tài)。新(xīn)模具在試模後。無論試模(mó)合格與否,均應在模具未(wèi)冷卻至室(shì)溫的情況下。進(jìn)行去(qù)應力回火。當新模具使用到設計壽命的1/6—1/8時,即鋁壓鑄模10000模次,鎂、鋅壓鑄模5000模次,銅壓鑄模(mó)800模次(cì),應對模具型腔及模架進行450一(yī)480℃回火,並對型腔拋(pāo)光和氮化,以消除內應力和型腔(qiāng)表麵的輕(qīng)微裂紋。以後每12000~15000模次進行同(tóng)樣保養。當模具使用50000模次後,可每25000~30000模次進行一次保養.采用(yòng)上述方法,可(kě)明顯減緩由於熱應力(lì)導致龜裂的產生速度和時間。在衝蝕和龜裂較嚴重的情況下,可對模具表麵進行滲(shèn)氮處理(lǐ),以提高(gāo)模具表(biǎo)麵的硬度和耐磨性。但滲氮基體的硬度應在35~43HRC,低予(yǔ)35HRC時氮化層不能牢固與基體結合,使用一段(duàn)時間後(hòu)會大片脫落:高於43HRC,則易引起型腔表麵凸起部位的斷裂。滲氮時,滲氮(dàn)層厚度不應超過0.15mm,過厚會於(yú)分型(xíng)麵和尖銳邊角處發生脫落。
3熱處理
熱處理的正確與否直接關係到模具使(shǐ)用(yòng)壽命。由於熱處理過程不正確,引(yǐn)起模具變形、開裂而報廢以及熱處理的殘餘應力導致模具在使用中失效的約(yuē)占模具失效比(bǐ)例的(de)一(yī)半左右.壓鑄(zhù)模型(xíng)腔均(jun1)由優質合金鋼製成,這些材料價(jià)格較高,再加上加工費(fèi)用。成本較高(gāo)。如果(guǒ)由於熱處(chù)理不當或熱處理質量不(bú)高,導致報廢或壽命達(dá)不到(dào)設計要求,經(jīng)濟損失巨大。因此,在熱處理時(shí)應注意以(yǐ)下幾點:(1)鍛件在未冷至室溫時,進行球化退火。(2)粗加工後精(jīng)加工前,增(zēng)設調質處理。為防止硬(yìng)度(dù)過高,造成加工困(kùn)難,硬度限製在25--32HRC,並於精加(jiā)工(gōng)前,安排去(qù)應力回火。(3)淬(cuì)火時注意鋼的臨界(jiè)點Acl和AC3及保溫時間,防止奧氏體粗化。回火時按20mm/h保溫,回(huí)火次數一般為3次,在有滲氮時,可省略第3次回火.(4)熱處理時(shí)應(yīng)注意型腔表麵的脫碳與增碳。脫碳會記過迅速引起損傷、高密度裂紋;增碳會降低冷(lěng)熱疲勞抗力.(5)氮化時,應注意氮化表麵不應有油汙。經清洗的表麵,不允許用手直接觸摸,應戴(dài)手套。以防止氮化表麵沾有油汙導致氮化(huà)層不勻。(6)兩道熱處(chù)理(lǐ)工序之間,當上一道溫度降至手可觸摸,即進行下道。不可冷至室溫。
隻有正確的選擇好模具材料,控製好加工工藝、正(zhèng)確使用(yòng)、及時維修保(bǎo)養,正確執(zhí)行好熱處理工藝,才(cái)能提高壓(yā)鑄模的(de)使用壽命,不斷提高經濟(jì)效益。
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