探究压铸模失效主因，提高压铸模具使用寿命

2017-02-23

提高压铸模具使用寿(shou)命的方法(fa)

压铸(zhu)模由于生产周期(qi)长(zhang)、投资大、制造精度高(gao)(gao)，故造价高(gao)(gao)，因此(ci)希望模具(ju)有较高(gao)(gao)的使(shi)用寿(shou)命。但(dan)由于材料、机械加工(gong)等一(yi)系(xi)列内外因素的影响，导致模具(ju)过早失(shi)效而(er)报废，造成极大的浪费。

压铸模失(shi)效形式主要有(you)：尖角、拐(guai)角处开裂(lie)、劈裂(lie)、热裂(lie)纹（龟裂(lie)）、磨损、冲蚀(shi)等。造成压铸模失(shi)效的(de)主要原因有(you)：材料(liao)自身存在的(de)缺陷、加工、使用、维(wei)修以及热处理的(de)问题。

一、材料自(zi)身存在的缺陷

众所周(zhou)知，压(ya)(ya)铸(zhu)模(mo)(mo)(mo)(mo)的使用条件(jian)极(ji)为(wei)(wei)恶(e)劣。以铝(lv)压(ya)(ya)铸(zhu)模(mo)(mo)(mo)(mo)为(wei)(wei)例，铝(lv)的熔点为(wei)(wei)580-740℃，使用时，铝(lv)液(ye)(ye)温(wen)度控制在650-720℃。在不对模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)预热的情况下(xia)压(ya)(ya)铸(zhu)，型(xing)腔表(biao)面(mian)温(wen)度由室温(wen)直升至液(ye)(ye)温(wen)，型(xing)腔表(biao)面(mian)承受(shou)极(ji)大的拉应力(li)。开(kai)模(mo)(mo)(mo)(mo)顶件(jian)时，型(xing)腔表(biao)面(mian)承受(shou)极(ji)大的压(ya)(ya)应力(li)。数(shu)千次的压(ya)(ya)铸(zhu)后，模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)表(biao)面(mian)便产生龟裂等缺(que)陷。

由(you)此可见，压铸使用(yong)条件(jian)属急(ji)热(re)(re)急(ji)冷(leng)。模(mo)具材(cai)料应选(xuan)用(yong)冷(leng)热(re)(re)疲(pi)劳抗力、断裂(lie)(lie)韧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、热(re)(re)稳定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)高(gao)的(de)(de)(de)热(re)(re)作(zuo)模(mo)具钢(gang)。H13(4Cr5MoV1Si)是(shi)目前应用(yong)较(jiao)广泛的(de)(de)(de)材(cai)料，据介绍，国外80%的(de)(de)(de)型(xing)腔均采用(yong)H13，现在国内仍大量使用(yong)3Cr2W8V,但(dan)3Cr2W8VT_艺性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)不(bu)好，导热(re)(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)很差，线膨胀系数高(gao)，工作(zuo)中产(chan)生很大热(re)(re)应力，导致模(mo)具产(chan)生龟裂(lie)(lie)甚至(zhi)破裂(lie)(lie)，并且加热(re)(re)时易脱碳，降低模(mo)具抗磨(mo)损性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，因此属于(yu)淘汰钢(gang)种。马(ma)氏体时效(xiao)钢(gang)适(shi)(shi)用(yong)于(yu)耐(nai)(nai)热(re)(re)裂(lie)(lie)而对(dui)耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)蚀性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)要求不(bu)高(gao)的(de)(de)(de)模(mo)具。钨钼等耐(nai)(nai)热(re)(re)合(he)金(jin)仅限于(yu)热(re)(re)裂(lie)(lie)和腐蚀较(jiao)严重(zhong)的(de)(de)(de)小型(xing)镶块，虽然这些合(he)金(jin)即脆又有(you)(you)缺口敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，但(dan)其优点是(shi)有(you)(you)良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)导热(re)(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，对(dui)需要冷(leng)却(que)而又不(bu)能(neng)(neng)(neng)设置水(shui)道的(de)(de)(de)厚(hou)压铸件(jian)压铸模(mo)有(you)(you)良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)适(shi)(shi)应性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。因此，在合(he)理的(de)(de)(de)热(re)(re)处理与生产(chan)管(guan)理下，H13仍具有(you)(you)满意的(de)(de)(de)使用(yong)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。

制(zhi)造(zao)压铸(zhu)模的材(cai)料(liao)(liao)，无论从哪一方面都应符合设计要求，保证(zheng)压铸(zhu)模在其正(zheng)常(chang)的使用条件下(xia)达(da)到设计使用寿命(ming)。因此，在投入生产之前，应对材(cai)料(liao)(liao)进行一系列(lie)检查(cha)，以防带缺(que)陷材(cai)料(liao)(liao)，造(zao)成模具早期报(bao)废和加工费(fei)用的浪费(fei)。常(chang)用检查(cha)手段有(you)宏观腐(fu)蚀检查(cha)、金相检查(cha)、超(chao)声波检查(cha)。

（1）宏观腐(fu)蚀检查(cha)。主要检查(cha)材料的(de)多孔性、偏析、龟(gui)裂、裂纹、非金属夹杂以及表面的(de)锤裂、接缝(feng)。

（2）金相(xiang)检查(cha)。主要检查(cha)材(cai)料(liao)晶(jing)界上碳(tan)化物的偏析、分布状态、晶(jing)料(liao)度(du)以及(ji)晶(jing)粒间(jian)夹(jia)杂(za)等。

（3）超声波检查(cha)。主要检查(cha)材(cai)料内部的缺陷和大小(xiao)。

二(er)、压铸(zhu)模的加(jia)工、使用、维(wei)修和保养

模具设计(ji)手册中已详细(xi)介绍了压铸模设计(ji)中应注(zhu)意的问题，但在确定压射(she)速(su)(su)(su)度(du)时，最(zui)大速(su)(su)(su)度(du)应不超过100m/S。速(su)(su)(su)度(du)太高(gao)，促使模具腐蚀及型腔(qiang)和型芯上沉积物增多(duo)；但过低易使铸件产生(sheng)缺陷。因此对于镁、铝、锌(xin)相应的最(zui)低压射(she)速(su)(su)(su)度(du)为27、18、12m/s，铸铝的最(zui)大压射(she)速(su)(su)(su)度(du)不应超过53m/s，平(ping)均(jun)压射(she)速(su)(su)(su)度(du)为43m/s。

在加(jia)(jia)工过程中，较厚(hou)(hou)的(de)模板(ban)不能用(yong)叠加(jia)(jia)的(de)方法保(bao)证(zheng)其厚(hou)(hou)度。因为钢板(ban)厚(hou)(hou)1倍(bei)，弯(wan)曲变形量减(jian)少85%，叠层只能起(qi)叠加(jia)(jia)作用(yong)。厚(hou)(hou)度与单板(ban)相同的(de)2块板(ban)弯(wan)曲变形量是单板(ban)的(de)4倍(bei)。另外在加(jia)(jia)工冷却水道时，两(liang)面(mian)加(jia)(jia)工中应(ying)特(te)别(bie)注(zhu)意保(bao)证(zheng)同心度。如果头部拐(guai)角，又不相互同心，那么在使用(yong)过程中，连接的(de)拐(guai)角处(chu)就会(hui)开裂。冷却系统的(de)表面(mian)应(ying)当光滑，最好(hao)不留(liu)机加(jia)(jia)工痕迹。

电火花加(jia)(jia)工在(zai)模(mo)(mo)具(ju)型腔(qiang)加(jia)(jia)工中(zhong)应(ying)用(yong)越来越广(guang)泛，但加(jia)(jia)工后的型腔(qiang)表面留(liu)有淬(cui)硬(ying)层(ceng)(ceng)。这(zhei)是由于(yu)加(jia)(jia)工中(zhong)，模(mo)(mo)具(ju)表面自行渗(shen)碳淬(cui)火造成的。淬(cui)硬(ying)层(ceng)(ceng)厚度由加(jia)(jia)工时(shi)电流强度和(he)频率决定(ding)，粗加(jia)(jia)工时(shi)较(jiao)(jiao)深，精加(jia)(jia)工时(shi)较(jiao)(jiao)浅(qian)。无论深浅(qian)，模(mo)(mo)具(ju)表面均(jun)有极大应(ying)力(li)。若不清除淬(cui)硬(ying)层(ceng)(ceng)或(huo)消(xiao)(xiao)除应(ying)力(li)，在(zai)使(shi)用(yong)过程中(zhong)，模(mo)(mo)具(ju)表面就(jiu)会产生龟裂、点(dian)蚀(shi)和(he)开裂。消(xiao)(xiao)除淬(cui)硬(ying)层(ceng)(ceng)或(huo)去(qu)应(ying)力(li)可用(yong)：①用(yong)油石或(huo)研(yan)磨去(qu)除淬(cui)硬(ying)层(ceng)(ceng)；②在(zai)不降(jiang)(jiang)低硬(ying)度的情况下，低于(yu)回(hui)火温(wen)度下去(qu)应(ying)力(li)，这(zhei)样(yang)可大幅度降(jiang)(jiang)低模(mo)(mo)腔(qiang)表面应(ying)力(li)。

模(mo)具(ju)在(zai)使用过程中应严格控制铸造(zao)工(gong)艺流程。在(zai)工(gong)艺许可范围内，尽量降低铝液的(de)烧铸温度，压射速度，提(ti)高(gao)(gao)模(mo)具(ju)预热温度。铝压铸模(mo)的(de)预热温度由100~130℃提(ti)高(gao)(gao)至180~200℃，模(mo)具(ju)寿(shou)命可大幅度提(ti)高(gao)(gao)。