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一.模具损坏分析9 Z6 X& Y& R! U. s& i1 Y" g
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:, o" ^& y, Z9 z8 j- w% B- Q
一.在模具加工制造过程中
$ o0 @- |3 p' c8 L0 J: Z' B3 s1、毛坯锻造质量问题( [ R; r# I; d( T V7 a& n* g
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。
) W* ?- ? z/ v5 Z8 q* t8 O2、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。
+ D& d! u0 ?' s. m$ C) u1 R3、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。
, c$ \; i- s- i) ^8 O3 b4、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。1 n' u8 \0 t% {/ o% c
二.模具处理过程中
) Z3 _* f% D, Y( Q- ?7 l 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。
$ y* U# c& d) ]9 z: u7 S+ ?& U3 u 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。
; }' _. ^, F% N三.在压铸生产过程中
( G. ~- n/ d7 a) Z8 [+ z: R1、模温" T' T6 I2 _0 _5 j2 c8 I
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。
1 P H" u% l- o 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。$ I" e- E, C4 t& {9 D
应设置冷却温控系统,保持模具工作温度在一定的范围内。
) i3 v" S8 g& ?! H. Q& d. ~9 R2、充型
- k8 D$ p% L; m3 B* G 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。+ v, r6 i. t% _) v: X6 |
3、开模0 G, s# O2 H9 y; p& a
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。
1 n& {- p( y; i! O; n" u4、生产过程
' u% I& n9 ~$ b4 A8 G9 D% U 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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