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造成壓鑄生產模具損壞的原因及預防措施

目錄:行業新聞點擊率:發佈時間:2017-05-24 10:58:39

文章出處:責任編輯:

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 一、造成 壓鑄生產模具損壞的原因: 
    在壓鑄生產中,模具損壞最常見的形式是裂紋、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,應力產生於: 
    (一).在模具加工製造過程中 
    1、毛坯鍛造品質問題 
    有些模具只生產了幾百件就出現裂紋,而且裂紋發展很快。有可能是鍛造時只保證了外型尺寸,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,這種流線對以後的最後的淬火變形、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,可採取加熱至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。模具表面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。電火花加工時應採用高的頻率,使白亮層減到最小,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。 
    (二).模具處理過程中 
    熱處理不當,會導致模具開裂而過早報廢,特別是只採用調質,不進行淬火,再進行表面氮化工藝,在壓鑄幾千模次後會出現表面龜裂和開裂。 
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。 
    (三).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,使模具表面龜裂,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面損傷。 
   應設置冷卻溫控系統,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沖刷,因而產生機械應力和熱應力。在衝擊過程中,金屬液、雜質、氣體還會與模具表面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,扯拉出型腔表面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,使模具表面產生週期性溫度變化,引起週期性的熱膨脹和收縮,產生週期性熱應力。如澆注時模具表面因升溫受到壓應力,而開模頂出鑄件後,模具表面因降溫受到拉應力。當這種交變應力反復迴圈時,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,模具表面產生裂紋。 
    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)澆注系統設計儘量減少對型芯衝擊、沖蝕。 
    3)正確選擇各元件的公差配合和表面粗糙度。 
    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,才會得到最佳的模具性能,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制。 
    4.壓鑄生產程序控制 
  1)溫度控制: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。注意清掃模具表面的殘削碎片,以免合模時這些多餘物使模具表面受力不均勻,引起變形。 
    4)對合金熔煉嚴格控制,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    

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