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壓鑄模具失效的原因分析
摘要：壓鑄(zhu)模具(ju)(ju)失效(xiao)形(xing)式：模具(ju)(ju)老化(hua)\熱(re)裂紋(wen)\磨損\沖蝕等(deng),造(zao)成零件(jian)表(biao)面出模拉傷或鑄(zhu)件(jian)變形(xing); 尖角、拐角處開裂、劈裂;滑塊卡死,模具(ju)(ju)竄鋁(lv)等(deng)造(zao)成模具(ju)(ju)無法使(shi)用，或勉強使(shi)用壓鑄(zhu)效(xiao)率極低。...
壓鑄模由于(yu)生產周期(qi)長、投資大、制(zhi)造精度高(gao)，故造價較高(gao)，因此希望模具(ju)有(you)較高(gao)的使(shi)用壽(shou)命(ming)。但(dan)由于(yu)材(cai)料(liao)、機械加工(gong)等(deng)一系(xi)列(lie)內(nei)外因素的影(ying)響，導致模具(ju)過(guo)早失效而報廢，造成極大的浪費(fei)。
壓鑄模具主要失效形式：
㈠ 是模具(ju)老化，熱裂紋(龜裂)、磨損、沖蝕等(deng)，造成零件表面出模拉(la)傷或鑄件變形，造成模具(ju)無法使用；
㈡ 尖角、拐角處開裂、劈裂模具無法使用；
㈢ 模具故障頻繁如滑塊卡死(si)，模具竄鋁等造成模具無法使(shi)用，或勉強使(shi)用壓鑄效率極低。
應(ying)(ying)力有機(ji)械應(ying)(ying)力和熱(re)應(ying)(ying)力，熱(re)、機(ji)械、化學、操作沖(chong)擊是導致模具損壞(huai)的主(zhu)要(yao)原因，模具延壽(shou)應(ying)(ying)主(zhu)要(yao)從(cong)減(jian)少(shao)沖(chong)擊速(su)度、壓力，降低溫度、減(jian)少(shao)漲(zhang)縮以及(ji)提(ti)高抗(kang)疲勞強度、提(ti)高抗(kang)沖(chong)擊等方面入手。
一(yi)、在模具加工(gong)制造過(guo)程中
1、毛坯鍛造(zao)質量(liang)問題。有些(xie)模具(ju)只生(sheng)產了(le)幾(ji)百件就出現裂紋(wen)，而(er)且(qie)裂紋(wen)發展很快。有可(ke)能是鍛造(zao)時只保證了(le)外型尺寸，而(er)鋼材中的(de)(de)樹枝狀晶體、夾雜碳(tan)化物、縮孔、氣泡(pao)等疏松缺陷沿(yan)加(jia)工(gong)方法(fa)被延(yan)伸拉(la)長，形成流線(xian)，這種流線(xian)對以后(hou)的(de)(de)最后(hou)的(de)(de)淬火變形、開裂、使用過(guo)程(cheng)中的(de)(de)脆裂、失(shi)效(xiao)傾向影響(xiang)極大。
2、在車(che)、銑、刨等終(zhong)加(jia)工時產(chan)生的切削應力，這種應力可(ke)通過(guo)中間退火來消除。
3、淬火鋼磨削時(shi)產(chan)(chan)生磨削應力(li)，磨削時(shi)產(chan)(chan)生摩擦熱(re)(re)(re)，產(chan)(chan)生軟(ruan)化層、脫碳層，降低了熱(re)(re)(re)疲勞強度，容易導致熱(re)(re)(re)裂、早期裂紋(wen)。對(dui)h13鋼在(zai)精磨后，可采取加熱(re)(re)(re)至(zhi)510-570℃，以厚(hou)度每25mm保溫一(yi)小時(shi)進行消除應力(li)退(tui)火。
4、電火(huo)(huo)花(hua)加工(gong)產(chan)(chan)生(sheng)應(ying)力(li)。模(mo)具表面產(chan)(chan)生(sheng)一層富集電極元(yuan)素(su)和電介質(zhi)元(yuan)素(su)的白亮(liang)層，又(you)硬又(you)脆，這一層本身(shen)會有(you)裂紋，有(you)應(ying)力(li)。電火(huo)(huo)花(hua)加工(gong)時(shi)應(ying)采用高的頻率，使白亮(liang)層減到最小，必(bi)須進(jin)行拋光方法(fa)去除，并進(jin)行回火(huo)(huo)處(chu)理，回火(huo)(huo)在三級回火(huo)(huo)溫(wen)度進(jin)行。
二、模具熱處(chu)理(li)過程中
熱(re)處理不當(dang)，會導致模具開(kai)裂而過早(zao)報(bao)廢，特別是只采用(yong)調質，不進行淬(cui)火，再進行表(biao)面氮(dan)化工藝(yi)，在(zai)壓鑄幾(ji)千模次后會出(chu)現表(biao)面龜(gui)裂和開(kai)裂。
鋼淬火(huo)時產生應(ying)力(li)，是冷卻過程(cheng)中(zhong)的(de)熱應(ying)力(li)與相變(bian)時的(de)組織應(ying)力(li)疊加的(de)結果，淬火(huo)應(ying)力(li)是造成變(bian)形、開裂的(de)原因，固必須進行回火(huo)來消除應(ying)力(li)。
三、在壓鑄生產過程中
1）模溫
模具(ju)在生產前應預熱到一定的溫(wen)度(du)，否則當高溫(wen)金屬(shu)液充型時產生激(ji)冷，導致(zhi)模具(ju)內(nei)外層溫(wen)度(du)梯度(du)增(zeng)大，形成(cheng)熱應力，使(shi)模具(ju)表面龜裂，甚至開裂。
2）充型
金(jin)屬液以(yi)高(gao)壓、高(gao)速充型，必然會對(dui)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)產(chan)生(sheng)(sheng)激烈的沖擊和沖刷(shua)，因(yin)而產(chan)生(sheng)(sheng)機(ji)械應力和熱應力。在沖擊過程(cheng)中，金(jin)屬液、雜質(zhi)、氣(qi)(qi)體(ti)還會與模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)表面(mian)產(chan)生(sheng)(sheng)復雜的化學作用，模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)過熱加速腐蝕(shi)容易(yi)容易(yi)產(chan)生(sheng)(sheng)粘模(mo)(mo)，運動(dong)部件失靈而導(dao)致模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)表面(mian)損傷。當(dang)金(jin)屬液裹有氣(qi)(qi)體(ti)時(shi)，會在型腔中低(di)壓區先膨脹，當(dang)氣(qi)(qi)體(ti)壓力升(sheng)高(gao)時(shi)，產(chan)生(sheng)(sheng)內(nei)向爆破(po)，扯拉(la)出型腔表面(mian)的金(jin)屬質(zhi)點(dian)而造(zao)成損傷，因(yin)氣(qi)(qi)蝕(shi)而產(chan)生(sheng)(sheng)裂紋。
3）冷卻
應設(she)置冷(leng)卻溫控系統，保(bao)持模(mo)具(ju)工作溫度在一(yi)定的(de)(de)范圍內。由于模(mo)具(ju)與(yu)金屬(shu)液之(zhi)間的(de)(de)熱(re)交換，使(shi)模(mo)具(ju)表面產(chan)生(sheng)周(zhou)期性溫度變(bian)化，引(yin)起周(zhou)期性的(de)(de)熱(re)膨脹和收縮，產(chan)生(sheng)周(zhou)期性熱(re)應力(li)(li)(li)。當這種(zhong)交變(bian)應力(li)(li)(li)反(fan)復循環時，使(shi)模(mo)具(ju)內部(bu)積累(lei)的(de)(de)應力(li)(li)(li)越來越大(da)，當應力(li)(li)(li)超過材(cai)料的(de)(de)疲勞極限(xian)時，模(mo)具(ju)表面產(chan)生(sheng)裂紋(wen)。
