眾所周知,壓鑄模具製造精度(dù)高,加(jiā)工周期長,製造成本高,因此模具(jù)必須有較高的使用壽命(mìng)。但由於材料、機(jī)械加工等一係列因素的影響,導致模具過早失效而報廢,造成極(jí)大的浪費。壓鑄模具失效(xiào)形式主(zhǔ)要有:尖角、拐角(jiǎo)處開裂、劈(pī)裂、熱裂紋(龜裂)、磨損、衝蝕等。造成壓鑄模(mó)具失效(xiào)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(yòng)、維修和保養
模具設(shè)計手冊中已詳細介紹了(le)壓鑄(zhù)模設計中應注(zhù)意的問題,但在確定壓射速度時,最大速度不應超過100m/S.速度太高(gāo),促使模具腐蝕及型腔和型芯上沉積物增多;但過低易使鑄件產生缺(quē)陷。因此對於鎂(měi)、鋁、鋅相應的最低壓射速度為27、18、12m/s,鑄鋁的最大壓射速度不應超過53m/s,平均壓射(shè)速度為43m/s。在加工過程中,較厚的(de)模板不能(néng)用疊加的方(fāng)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(yòng)。厚度與單(dān)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,兩麵加(jiā)工應特別注意保證同心度。如果頭部拐角不(bú)同(tóng)心,那麽在使用過程中,連接的拐(guǎi)角處(chù)就會開(kāi)裂。冷卻係(xì)統的表麵應當光滑。最好不留機加工痕跡。電火花加工在模具型腔加工中應用越來越廣泛,但加工後的型腔(qiāng)表麵留有淬硬層。這是由於加工中,模具表麵自行滲碳淬火造成的。淬硬(yìng)層厚度由加工時電流強度和頻率決定,粗加工時較深,精加(jiā)工時較淺。無論深淺,模具表麵均有極(jí)大應力。若(ruò)不清除淬硬層或消除應(yīng)力。在(zài)使用過程中。模具表麵就會產生龜裂(liè)、點蝕和開裂。消除淬硬層或去應(yīng)力的方法:①用油石或研磨去除淬硬層,⑦在不降(jiàng)低硬(yìng)度的情況下,低於回火(huǒ)溫度消除(chú)應力。模具在使用(yòng)過程(chéng)中應嚴格控製鑄造工藝流程。在工藝許可(kě)範(fàn)圍內。盡量降低鋁液的澆鑄溫度,壓射速度,提高(gāo)模具預熱溫度.鋁壓鑄模的預熱溫度由(yóu)100一130℃提高(gāo)至180~200℃,模具壽命可大幅度提高。焊(hàn)接修複是模具修複中一種常用手段.在(zài)焊接前,應先掌握所焊模具(jù)鋼型號,用(yòng)機械加(jiā)工或磨削消除表麵缺陷,焊接(jiē)表麵必須是(shì)幹淨和經烘幹的.所用焊條應同模具鋼成(chéng)分一致,也必(bì)須是幹淨和經烘幹(gàn)的.模具與焊(hàn)條一起預熱(H13為450℃),待表麵與心部溫度一致後,在保護(hù)氣下焊接(jiē)修(xiū)複。在焊接過程中。當溫度(dù)低於260℃時,要重新加熱。焊接後(hòu),當模具冷(lěng)卻至(zhì)手可觸摸,再加熱至475℃,按25mm/h保(bǎo)溫(wēn)。最後於靜(jìng)止的空氣中完(wán)全冷卻,再進行型腔的修(xiū)整和精加工。模具焊後進行加(jiā)熱(rè)回火,是焊接修複巾重要的一環,即消除焊接應力以及對焊(hàn)接時(shí)被(bèi)加(jiā)熱淬火的焊層下麵的薄層進行回火.模具使用一段時間後。由於(yú)壓射(shè)速度(dù)過高和長(zhǎng)時間使用,型(xíng)腔和型芯上會有沉積物。這些沉積物是由脫模劑、冷卻液的雜質和少量壓鑄金屬在高溫高壓下結合而成。這些沉積物相當(dāng)硬(yìng)。並與型芯和型腔表麵粘附(fù)牢固,很難清除。在清(qīng)除沉積(jī)物時。不能(néng)甩(shuǎi)噴燈加熱清除,這可能導致模具(jù)表(biǎo)麵局部熱點或脫碳點的產生,從而(ér)成為熱裂的發源地。應采用研磨或機械去除,但不得傷及其它型(xíng)麵(miàn),造成尺寸變化.經常保養可以使模具保持(chí)良好的使用狀態(tài)。新模(mó)具在試模後。無論試(shì)模(mó)合格與否,均應在模具未冷卻至室溫(wēn)的情況下。進行去應力回火。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800模次,應對(duì)模具型腔(qiāng)及模架進行450一480℃回火,並對型腔(qiāng)拋光和氮化,以消除內應(yīng)力和型(xíng)腔表麵的輕(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(mó)次後,可(kě)每25000~30000模次進行一次保養.采(cǎi)用上述方法,可明顯(xiǎn)減緩由於熱應(yīng)力導致龜裂(liè)的產生速(sù)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氮處理(lǐ),以提高模具表(biǎo)麵的硬度和耐磨性。但滲氮基體的硬度應在(zài)35~43HRC,低予35HRC時氮化層不能牢固與基體結合,使用一段時間後會大片脫落:高(gāo)於43HRC,則易引起型腔表麵凸起部位的斷裂(liè)。滲氮時,滲氮層厚(hòu)度不應超過0.15mm,過(guò)厚會於分型麵和尖(jiān)銳邊角處發生脫(tuō)落。
3熱處理
熱處理(lǐ)的正確與否直接關係到模(mó)具使用(yòng)壽命。由於熱處理過程不正確,引起模具變形、開裂而報廢以及(jí)熱處理的(de)殘餘應力導致模具(jù)在使用中(zhōng)失效(xiào)的約(yuē)占模具失效比例的一半(bàn)左右.壓鑄模型腔均(jun1)由優質合金鋼製成,這些材料價格較高,再(zài)加上加工費用。成本較高。如果由於熱(rè)處理(lǐ)不當或熱處理質量不高,導致報廢或壽命達不到設計要求,經濟損失巨大。因此,在熱處理時應注意以下幾點:(1)鍛件在未冷至室溫時,進行球(qiú)化退火。(2)粗加工後精加工(gōng)前,增設調質處理。為防止硬(yìng)度過高,造成(chéng)加工困難,硬(yìng)度限製在25--32HRC,並於精加(jiā)工前,安排去應力回火。(3)淬火時注意鋼的臨界點Acl和AC3及(jí)保溫時間,防止奧氏體粗化。回火時按(àn)20mm/h保(bǎo)溫,回火次數一般為3次,在有滲氮時,可省略第3次回火.(4)熱處理時應注意型腔表麵的脫碳與增碳。脫碳會記(jì)過迅速引起損傷、高密度裂紋;增碳會降低冷熱疲勞抗力.(5)氮化時,應注意氮(dàn)化表麵不應(yīng)有油汙。經清洗(xǐ)的表麵,不允許用手直接觸摸(mō),應戴手(shǒu)套。以(yǐ)防止氮化表麵沾有油(yóu)汙導致氮化層不勻。(6)兩道熱處理工序(xù)之間,當上一道溫度降至手可觸摸,即進行下道。不可冷至(zhì)室(shì)溫。
隻有正確的選擇好模具材料,控製好加工工藝、正確使用、及時維修保養,正確執行好熱處理工藝,才能提高壓鑄模的使用壽命,不斷提高經濟(jì)效益。
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