压铸模损坏原因及预防措施

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1、个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途压铸模损坏原因及预防措施模具损坏分析在压铸生产中 ,模具损坏最常见地形式是裂纹、开裂 .应力是导致模具 损坏地主要原因 .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： b5E2RGbCAP一在模具加工制造过程中1、毛坯锻造质量问题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,而钢材中地树枝状晶体、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,这种流线对以后地最后地淬 火变形、开裂、使用过程中地脆裂、失效倾向影响极大.plEanqFDPw2、在车

2、、铣、刨等终加工时产生地切削应力 ,这种应力可通过中间退火来 消除.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 570C，以厚度每25mm保温一小时进行消除应力退火.DXDiTa9E3d4、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地 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地频率,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.RTCrpUDGiT二模具处理过程中热处理不当,会导致模具开裂而过早报废

3、,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.5PCzVD7HxA钢淬火时产生应力,是冷却过程中地热应力与相变时地组织应力叠加地 结果,淬火应力是造成变形、开裂地原因,固必须进行回火来消除应 力.jLBHrnAILg三在压铸生产过程中1、模温模具在生产前应预热到一定地温度,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.xHAQX74J0X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.应设置冷却温控系统,保持模具工作温度在一定地范围内.2、充型

4、金属液以高压、高速充型 ,必然会对模具产生激烈地冲击和冲刷 ,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 面产生复杂地化学作用,并加速腐蚀和裂纹地产生.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 地金属质点而造成损伤，因气蚀而产生裂纹.LDAY tRyKfE3、开模在抽芯、开模地过程中， 当某些元件有形变时， 也会产生机械应力.4、生产过程在每一个压铸件生产过程中，由于模具与金属液之间地热交换，使模具 表面产生周期性温度变化， 引起周期性地热膨胀和收缩， 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

5、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， 使模具内部积累地应力越来越大 ， 当应力超过材料地疲劳极限时，模具表面产生裂纹.Zzz6ZB2L tk预防模具损伤地措施1 良好地铸件结构设计铸件壁厚尽可能均匀，避免产生热节，以减少模具局部热量集中产生地 热疲劳.铸件地转角处应有适当地铸造圆角，以避免模具上有尖角位导致应 力产生.dvzfvkwMIl 2合理地模具结构设计 1）模具中各元件应有足够地刚度、强度,以承受压力而不变形.模具壁厚要 足够,才能减少变形.2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀.3）正确选择各元件地公差配合和表面粗糙度.4）保持模具热平衡.3规范

6、热处理工艺通过热处理可改变材料地金相组织,保证必要地强度、硬度、高温下尺 寸稳定性、抗热疲劳性能和材料切削性能.正确地热处理工艺,才会得到最佳地模具性能 ,而钢材地性能是受到淬 火温度和时间、冷却速度和回火温度控制.4压铸生产过程控制1）温度控制：模具地预热温度和工作温度；合金浇注温度 ,在保证成型良 好前提下,用较低地浇注温度.2）合理地压铸工艺：比压、充填速度.3）调整机器地锁模力,使模具受力均匀.注意清扫模具表面地残削碎片 ,以免合模时这些多余物使模具表面受力不均匀，引起变形.rqynl4ZNXI4）对合金熔炼严格控制, 减少金属液中气体.5模具地维护与保养1）定期消除应力2）模具修补压

7、铸件结构设计地注意事项伍铸件结絢设计的注意爭项A洼意事1+消陳內卵2壁厚均匀4采用加 强助喊 小壁耳如何提高压铸模寿命 做 q 压铸模由于牛产资大、制造精度高,故克填良席.不产生殘1造价较就-因此希望模具有较高地使用寿命.但由于材料、机械加工等一系列内外因素地影响导致模具过箭化铸型纳构EmOc叫0IH |1| I I删庐屋遊免橫向抽芯. 否则便钩型结构复 热;改进后樹芯疗向 与貳廳件方向一 敎.倚化铸型结樹P压铸模失效形式主要有：尖角、拐角处开裂、劈裂、热裂纹 (龟裂、 磨损、冲蚀等 .造成压铸模失效地主要原因有：材料自身存在地缺陷、加 工、使用、维修及热处理地问题.SixE2yXPq51 材

8、料自身存在地缺陷众所周知,压铸模地使用条件极为恶劣 . 以铝压铸模为例 ,铝地熔点为 580-740C，使用时，铝液温度控制在650-720C.在不对模具预热地情况下压 铸, 型腔表面温度由室温直升至液温, 型腔表面承受极大地拉应力. 开模顶件 时， 型腔表面承受极大地压应力. 数千次地压铸后， 模具表面便产生龟裂等缺 陷.6ewMyirQFL由此可知， 压铸使用条件属急热急冷. 模具材料应选用冷热疲劳抗力、断裂韧性、热稳定性高地热作模具钢.H13(4Cr5MoVlSi是目前应用较广泛 地材料， 据介绍，国外80地型腔均采用 H13， 现在国内仍大量使用 3Cr2W8V， 但 3Cr2W8V

9、工艺性能不好， 导热性很差， 线膨胀系数高， 工作中产生很大热应 力， 导致模具产生龟裂甚至破裂 ， 并且加热时易脱碳， 降低模具抗磨损性能， 因此属于淘汰钢种. 马氏体时效钢适用于耐热裂而对耐磨性和耐蚀性要求不 高地模具. 钨钼等耐热合金仅限于热裂和腐蚀较严重地小型镶块 ， 虽然这些 合金即脆又有缺口敏感性 ， 但其优点是有良好地导热性 ， 对需要冷却而又不 能设置水道地厚压铸件压铸模有良好地适应性 . 因此， 在合理地热处理与生 产管理下,H13仍具有满意地使用性能.kavU42VRUs制造压铸模地材料， 无论从哪一方面都应符合设计要求 ， 保证压铸模在 其正常地使用条件下达到设计使用寿命

10、. 因此, 在投入生产之前, 应对材料进 行一系列检查 ,以防带缺陷材料造成模具早期报废和加工费用地浪费 .常用 检查手段有宏观腐蚀检查、金相检查、超声波检查.y6v3ALoS89(1宏观腐蚀检查.主要检查材料地多孔性、偏柝、龟裂、裂纹、非金属夹 杂以及表面地锤裂、接缝.(2金相检查. 主要检查材料晶界上碳化物地偏析、分布状态、晶料度以及 晶粒间夹杂等.(3超声波检查. 主要检查材料内部地缺陷和大小.2 压铸模地加工、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地问题,但在确定压 射速度时，最大速度应不超过100m/S.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

11、使铸件产生缺陷. 因此对于镁、铝、锌相应地最低 压射速度为27、18、12m/s，铸铝地最大压射速度不应超过53m/s,平均压射 速度为 43m/s. 在加工过程中, 较厚地模板不能用叠加地方法保证其厚度. 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 地 2 块板弯曲变形量是单板地 4 倍.另外在加工冷却水道时,两面加工中应 特别注意保证同心度. 如果头部拐角, 又不相互同心, 那么在使用过程中, 连 接地拐角处就会开裂. 冷却系统地表 面应当光滑, 最好 不留机加工痕 迹.M2ub6vSTnP电火花加工在模具型腔加工中应用越来越广泛 , 但加工后地型腔表面留

12、有淬硬层. 这是由于加工中, 模具表面自行渗碳淬火造成地. 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可用：用油石或研磨去除淬 硬层；在不降低硬度地情况下，低于回火温度下去应力,这样可大幅度降 低模腔表面应力.OYujCfmUCw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 降低铝液地浇铸温度， 压射速度， 提高模具预热温度. 铝压铸模地预热温度由 100130C提高至180200C，模具寿命可大幅度提高.eU ts

13、8ZQVRd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地.所 用焊条应同模具钢成分一致，也必须是干净和经烘干地.模具与焊条一起预 热（H13为450C,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260C时,要重新加热.焊接后，当模具冷却至手可触摸, 再加热至475C，按25mm/h保温.最后于静止地空气中完全冷却，再进行型腔 地修整和精加工.模具焊后进行加热回火，是焊接修复中重要地一环，即消除 焊接应力以及对焊接时被加热淬火地焊层下面地薄层进行回火.sQsAEJkW5T模具使用

14、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、冷却液地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，不能用喷灯加热清除，这可能导致模具表面局部热点或 脱碳点地产生，从而成为热裂地发源地.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.GMsIasNXkA8 / 11经常保养可以使模具保持良好地使用状态 .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地情况下,进行去应力回火.当新模具使 用到设计寿命地1/61/8时，即铝压铸模10000模次，镁、锌压铸模

15、5000 模次，铜压铸模800模次，应对模具型腔及模架进行450480C回火,并对型 腔抛光和氮化， 以消除内应力和型腔表面地轻微裂纹.以后每 1200015000 模次进行同样保养.当模具使用 50000 模次后， 可每 2500030000 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地产生速度和时 间.TIrRGchYzg在冲蚀和龟裂较严重地情况下，可对模具表面进行渗氮处理，以提高模 具表面地硬度和耐磨性. 但渗氮基体地硬度应在 35-43HRC， 低于 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地断裂.渗氮时,渗氮层厚度不应超过0.15mm,过厚会于 分型面和尖锐边角处发生脱落.7EqZcWLZNX3 热处理热处理地正确与否直接关系到模具使用寿命. 由于热处理过程及工艺规 程不正确, 引起模具变形、开裂而报废以及热处理地残余应力导致模具在使 用中失效地约占模具失效比重地一半左右.lzq7