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如何預防壓鑄模具出現裂紋、開裂?

時間:2019.06.26 來源:http://www.shdjrq.com/瀏覽量:載入中...

在壓鑄生產中,模具損壞常見的形式是裂紋、開裂。應力是導致模具損壞的主要原因。熱、機械、化學、操作衝擊都是產生應力之源,包括有機械應力和熱應力,上海agyayou模具機械科技有限公司來教您如何預防壓鑄模具出現裂紋、開紋。

一、造成壓鑄生產模具損壞的原因

1. 在模具加工製造過程中

1)毛坯鍛造質量問題

有些模具隻生產了幾百件就出現裂紋,而且裂紋發展很快。有可能是鍛造時隻保證了外型尺寸,而鋼材中的樹枝狀晶體、夾雜碳化物、縮孔、氣泡等疏鬆缺陷沿加工方法被延伸拉長,形成流線,這種流線對以後的的淬火變形、開裂、使用過程中的脆裂、失效傾向影響極大。

2)在車、銑、刨等終加工時產生的切削應力,這種應力可通過中間退火來消除。

3)淬火鋼磨削時產生磨削應力,磨削時產生摩擦熱,產生軟化層、脫碳層,降低了熱疲勞強度,容易導致熱裂、早期裂紋。對h13鋼在精磨後,可采取加熱至510-570℃,以厚度每25mm保溫一小時進行消除應力退火。

4)電火花加工產生應力。模具表麵產生一層富集電極元素和電介質元素的白亮層,又硬又脆,這一層本身會有裂紋,有應力。電火花加工時應采用高的頻率,使白亮層減到小,必須進行拋光方法去除,並進行回火處理,回火在三級回火溫度進行。

2. 模具處理過程中

熱處理不當,會導致模具開裂而過早報廢,特別是隻采用調質,不進行淬火,再進行表麵氮化工藝,在壓鑄幾千模次後會出現表麵龜裂和開裂。

鋼淬火時產生應力,是冷卻過程中的熱應力與相變時的組織應力疊加的結果,淬火應力是造成變形、開裂的原因,固必須進行回火來消除應力。

3. 在壓鑄生產過程中

1)模溫

模具在生產前應預熱到一定的溫度,否則當高溫金屬液充型時產生激冷,導致模具內外層溫度梯度增大,形成熱應力,使模具表麵龜裂,甚至開裂。

在生產過程中,模溫不斷升高,當模溫過熱時,容易產生粘模,運動部件失靈而導致模具表麵損傷。

應設置冷卻溫控係統,保持模具工作溫度在一定的範圍內。

2)充型

金屬液以高壓、高速充型,必然會對模具產生激烈的衝擊和衝刷,因而產生機械應力和熱應力。在衝擊過程中,金屬液、雜質、氣體還會與模具表麵產生複雜的化學作用,並加速腐蝕和裂紋的產生。當金屬液裹有氣體時,會在型腔中低壓區先膨脹,當氣體壓力升高時,產生內向爆破,扯拉出型腔表麵的金屬質點而造成損傷,因氣蝕而產生裂紋。

3)開模

在抽芯、開模的過程中,當某些元件有形變時,也會產生機械應力。

4)生產過程

在每一個壓鑄件生產過程中,由於模具與金屬液之間的熱交換,使模具表麵產生周期性溫度變化,引起周期性的熱膨脹和收縮,產生周期性熱應力。如澆注時模具表麵因升溫受到壓應力,而開模頂出鑄件後,模具表麵因降溫受到拉應力。當這種交變應力反複循環時,使模具內部積累的應力越來越大,當應力超過材料的疲勞極限時,模具表麵產生裂紋。

二、預防模具損傷的措施

1. 良好的鑄件結構設計

鑄件壁厚盡可能均勻,避免產生熱節,以減少模具局部熱量集中產生的熱疲勞。鑄件的轉角處應有適當的鑄造圓角,以避免模具上有尖角位導致應力產生。

2. 合理的模具結構設計

1)模具中各元件應有足夠的剛度、強度,以承受壓力而不變形。模具壁厚要足夠,才能減少變形。

2)澆注係統設計盡量減少對型芯衝擊、衝蝕。

3)正確選擇各元件的公差配合和表麵粗糙度。

4)保持模具熱平衡。

3. 規範熱處理工藝

通過熱處理可改變材料的金相組織,保證必要的強度、硬度、高溫下尺寸穩定性、抗熱疲勞性能和材料切削性能。

正確的熱處理工藝,才會得到合適的模具性能,而鋼材的性能是受到淬火溫度和時間、冷卻速度和回火溫度控製。

4. 壓鑄生產過程控製

1)溫度控製:模具的預熱溫度和工作溫度;合金澆注溫度,在保證成型良好前提下,用較低的澆注溫度。

2)合理的壓鑄工藝:比壓、充填速度。

3)調整機器的鎖模力,使模具受力均勻。注意清掃模具表麵的殘削碎片,以免合模時這些多餘物使模具表麵受力不均勻,引起變形。

4)對合金熔煉嚴格控製,減少金屬液中氣體。

5.模具的維護與保養

1)定期消除應力

2)模具修補

以上就是上海agyayou機械科技有限公司根據多年的從業經驗總結的預防壓鑄模具出現裂紋、開紋的方法了,相信大家一定有所收獲了。

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