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一.模具损坏分析2 G0 E1 p& W+ N5 ?% q% K( g- l
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:0 j4 \2 o) M" L y" M- N
一.在模具加工制造过程中8 ^) C' O8 ~ `3 f
1、毛坯锻造质量问题
y# l! D; S) N8 X 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。1 p, L/ o$ q" N R' R
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。% T9 O& J" y- g/ b
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。! E9 j- Q" \1 Q' s
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。
' m0 R' R3 g; o& V, D; i二.模具处理过程中
2 R1 M2 c6 @6 @6 Z1 f- A' f 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。; O5 \ D/ p" U5 @# q
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。6 l; `2 A6 l0 @- @, |# n
三.在压铸生产过程中
. P' ~' s" ]) S1、模温0 s# j0 ]0 T2 |2 c2 }$ o
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。* P" i, q8 D2 Q4 z' s
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。1 j5 C2 C: n) T- C. l% A" k
应设置冷却温控系统,保持模具工作温度在一定的范围内。0 f- H8 m0 H, x8 N' R1 s7 e+ A6 z+ f
2、充型
) J8 _4 H# [/ o: W$ S 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。 @' S$ ~* f& S, s; c/ B4 Z# R3 [2 D
3、开模$ N n& P, T$ A$ R2 [/ d% }" n8 k1 C
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。
/ U+ w, w4 V p2 d3 J9 V& M4、生产过程
1 {% T$ ?3 ^1 D& o8 N 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。 |
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