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论压铸模具使用寿命
Dec 4, 2012  来源:  作者:中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司 王

      众所周知,压铸模具制造精度高,加工周期长,制造成本高,因此模具必须有较高的使用寿命。但由于材料、机械加工等一系列因素的影响,导致模具过早失效而报废,造成极大的浪费。压铸模具失效形式主要有:尖角、拐角处开裂、劈裂、热裂纹(龟裂)、磨损、冲蚀等。造成压铸模具失效的主要原因有:材料自身存在的缺陷、加工、使用、维修以及热处理等问题。

 

      1材料自身存在的缺陷

 

  

  

      2压铸模的加工、使用、维修和保养

 

      模具设计手册中已详细介绍了压铸模设计中应注意的问题,但在确定压射速度时,最大速度不应超过100mS.速度太高,促使模具腐蚀及型腔和型芯上沉积物增多;但过低易使铸件产生缺陷。因此对于镁、铝、锌相应的最低压射速度为271812ms,铸铝的最大压射速度不应超过53ms,平均压射速度为43ms。在加工过程中,较厚的模板不能用叠加的方法保证其厚度。因为钢板厚1倍,弯曲变形量减少85%,叠层只能起叠加作用。厚度与单板相同的2块板弯曲变形量是单板的4倍。另外在加工冷却水道时,两面加工应特别注意保证同心度。如果头部拐角不同心,那么在使用过程中,连接的拐角处就会开裂。冷却系统的表面应当光滑。最好不留机加工痕迹。电火花加工在模具型腔加工中应用越来越广泛,但加工后的型腔表面留有淬硬层。这是由于加工中,模具表面自行渗碳淬火造成的。淬硬层厚度由加工时电流强度和频率决定,粗加工时较深,精加工时较浅。无论深浅,模具表面均有极大应力。若不清除淬硬层或消除应力。在使用过程中。模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。消除淬硬层或去应力的方法:①用油石或研磨去除淬硬层,⑦在不降低硬度的情况下,低于回火温度消除应力。模具在使用过程中应严格控制铸造工艺流程。在工艺许可范围内。尽量降低铝液的浇铸温度,压射速度,提高模具预热温度.铝压铸模的预热温度由100130℃提高至180~200℃,模具寿命可大幅度提高。焊接修复是模具修复中一种常用手段.在焊接前,应先掌握所焊模具钢型号,用机械加工或磨削消除表面缺陷,焊接表面必须是干净和经烘干的.所用焊条应同模具钢成分一致,也必须是干净和经烘干的.模具与焊条一起预热(H13450),待表面与心部温度一致后,在保护气下焊接修复。在焊接过程中。当温度低于260℃时,要重新加热。焊接后,当模具冷却至手可触摸,再加热至475℃,按25mmh保温。最后于静止的空气中完全冷却,再进行型腔的修整和精加工。模具焊后进行加热回火,是焊接修复巾重要的一环,即消除焊接应力以及对焊接时被加热淬火的焊层下面的薄层进行回火.模具使用一段时间后。由于压射速度过高和长时间使用,型腔和型芯上会有沉积物。这些沉积物是由脱模剂、冷却液的杂质和少量压铸金属在高温高压下结合而成。这些沉积物相当硬。并与型芯和型腔表面粘附牢固,很难清除。在清除沉积物时。不能甩喷灯加热清除,这可能导致模具表面局部热点或脱碳点的产生,从而成为热裂的发源地。应采用研磨或机械去除,但不得伤及其它型面,造成尺寸变化.经常保养可以使模具保持良好的使用状态。新模具在试模后。无论试模合格与否,均应在模具未冷却至室温的情况下。进行去应力回火。当新模具使用到设计寿命的1618时,即铝压铸模10000模次,镁、锌压铸模5000模次,铜压铸模800模次,应对模具型腔及模架进行450480℃回火,并对型腔抛光和氮化,以消除内应力和型腔表面的轻微裂纹。以后每12000~15000模次进行同样保养。当模具使用50000模次后,可每25000~30000模次进行一次保养.采用上述方法,可明显减缓由于热应力导致龟裂的产生速度和时间。在冲蚀和龟裂较严重的情况下,可对模具表面进行渗氮处理,以提高模具表面的硬度和耐磨性。但渗氮基体的硬度应在35~43HRC,低予35HRC时氮化层不能牢固与基体结合,使用一段时间后会大片脱落:高于43HRC,则易引起型腔表面凸起部位的断裂。渗氮时,渗氮层厚度不应超过015mm,过厚会于分型面和尖锐边角处发生脱落。

 

      3热处理

 

      热处理的正确与否直接关系到模具使用寿命。由于热处理过程不正确,引起模具变形、开裂而报废以及热处理的残余应力导致模具在使用中失效的约占模具失效比例的一半左右.压铸模型腔均由优质合金钢制成,这些材料价格较高,再加上加工费用。成本较高。如果由于热处理不当或热处理质量不高,导致报废或寿命达不到设计要求,经济损失巨大。因此,在热处理时应注意以下几点:(1)锻件在未冷至室温时,进行球化退火。(2)粗加工后精加工前,增设调质处理。为防止硬度过高,造成加工困难,硬度限制在25--32HRC,并于精加工前,安排去应力回火。(3)淬火时注意钢的临界点AclAC3及保温时间,防止奥氏体粗化。回火时按20mmh保温,回火次数一般为3次,在有渗氮时,可省略第3次回火.(4)热处理时应注意型腔表面的脱碳与增碳。脱碳会记过迅速引起损伤、高密度裂纹;增碳会降低冷热疲劳抗力.(5)氮化时,应注意氮化表面不应有油污。经清洗的表面,不允许用手直接触摸,应戴手套。以防止氮化表面沾有油污导致氮化层不匀。(6)两道热处理工序之间,当上一道温度降至手可触摸,即进行下道。不可冷至室温。

 

      只有正确的选择好模具材料,控制好加工工艺、正确使用、及时维修保养,正确执行好热处理工艺,才能提高压铸模的使用寿命,不断提高经济效益。

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