壓鑄模具改進(jìn)方法,壓鑄模常見(jiàn)的問(wèn)題

摘要:本篇文章給大家談?wù)剦鸿T模具改進(jìn)方法,以及壓鑄模常見(jiàn)的問(wèn)題對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。本文目錄:1、鋁合金壓鑄模具在生產(chǎn)...

本篇文章給大家談?wù)剦鸿T模具改進(jìn)方法,以及壓鑄模常見(jiàn)的問(wèn)題對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。

壓鑄模具改進(jìn)方法,壓鑄模常見(jiàn)的問(wèn)題

本文目錄:

  • 1、鋁合金壓鑄模具在生產(chǎn)一段時(shí)間后會(huì)龜裂原因是什么?有什么預(yù)防措施?
  • 2、什么是壓鑄模龜裂及其產(chǎn)生的原因和防止方法。
  • 3、壓鑄模具的常見(jiàn)問(wèn)題
  • 4、如何避免壓鑄模具鋼材的過(guò)熱,過(guò)燒,從而提高和改進(jìn)
  • 5、提高壓鑄模具壽命的措施

鋁合金壓鑄模具在生產(chǎn)一段時(shí)間后會(huì)龜裂原因是什么?有什么預(yù)防措施?

鋁合金壓鑄模具在生產(chǎn)一段時(shí)間后會(huì)龜裂原因是很復(fù)雜的,解決的方法也是有很多種。讓我模具鋼大王吳德劍,從多方面給你細(xì)說(shuō)。

壓鑄模具產(chǎn)生龜裂的原因,也許跟很多因素都有關(guān),如:模具鋼材純凈度高低,熱處理工藝是否合理,壓鑄前的模具預(yù)熱是否充分,模具結(jié)構(gòu)合理與否,模具大小,模具散熱效果……等等,都有關(guān)系。

因此,壓鑄模具龜裂的因素,沒(méi)辦法完全斷定就是哪個(gè)因素造成的。只是造成因素大,或者是小。但是,一萬(wàn)模就腐蝕,壓模數(shù)量有點(diǎn)少,這和模具鋼純凈度有直接的關(guān)系。

從模具鋼角度,分析壓鑄模具被沖腐蝕產(chǎn)生龜裂的原因有兩個(gè):

1)模具鋼含有低熔點(diǎn)的雜質(zhì)太多。這些細(xì)微分布于模具型腔的低熔點(diǎn)雜質(zhì),無(wú)法抵抗高溫高壓鋁合金的沖刷,熔化后脫落,在模具表面形成腐蝕麻點(diǎn)或細(xì)微裂紋,稱為龜裂。這些龜裂點(diǎn)慢慢延展擴(kuò)大,就形成壓鑄模具的開(kāi)裂報(bào)廢。

2)模具鋼抗高溫軟化性能差。模具在高溫下工作,無(wú)法抵御急冷急熱的頻繁交替,硬度下降很快。硬度低的模具鋼,自然容易被沖腐蝕,產(chǎn)生龜裂。

改善方法是,選用純凈度高的熱作模具鋼,如:高鉬H13,無(wú)硫8407,無(wú)硫8418。配合好的熱處理工藝,試模請(qǐng)內(nèi)應(yīng)力消除干凈。壓鑄模具硬度和模具結(jié)構(gòu),模具大小有很的關(guān)系。壓鑄模具的硬度HRC42-52之間,都有人使用,這要根據(jù)具體情況確定。

什么是壓鑄模龜裂及其產(chǎn)生的原因和防止方法。

什么是壓鑄模龜裂:壓鑄模長(zhǎng)期受材料高溫高壓的擠壓模具表面分子蠕動(dòng)產(chǎn)生疲勞發(fā)生形變起皮開(kāi)裂。這就是壓鑄模龜裂。

其產(chǎn)生的原因:主要是材料疲勞結(jié)構(gòu)改變所造成。

防止方法:

(1)采用高強(qiáng)度合金材料提高使用壽命。

(2)采用熱處理提高材料預(yù)應(yīng)強(qiáng)度。

(3)提高模具表面光潔度,減輕材料對(duì)模具的磨損。

(4)壓鑄操作時(shí)加脫模劑減輕磨損

(5)壓鑄時(shí)不超壓超溫。

(6)提高模具制造精度要高。

(7)從設(shè)計(jì)上改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu),使注射更合理、分型更科學(xué)。

壓鑄模具的常見(jiàn)問(wèn)題

壓鑄模具表面溫度的控制對(duì)生產(chǎn)高質(zhì)量的壓鑄件來(lái)說(shuō),是非常重要的。不平均或不適當(dāng)?shù)膲鸿T模具溫度亦會(huì)導(dǎo)致鑄件尺寸不穩(wěn)定,在生產(chǎn)過(guò)程中頂出鑄件變形,產(chǎn)生熱壓力、粘模、表面凹陷、內(nèi)縮孔及熱泡等缺陷。模溫差異較大時(shí),對(duì)生產(chǎn)周期中的變量,如填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及噴涂時(shí)間等產(chǎn)生不同程度的影響。

1).冷紋:

原因:熔湯前端的溫度太低,相疊時(shí)有痕跡.

改善方法:

1.檢查壁厚是否太薄(設(shè)計(jì)或制造) ,較薄的區(qū)域應(yīng)直接充填.

2.檢查形狀是否不易充填;距離太遠(yuǎn)、封閉區(qū)域(如鰭片(fin) 、凸起) 、被阻擋區(qū)域、圓角太小等均不易充填.并注意是否有肋點(diǎn)或冷點(diǎn).

3.縮短充填時(shí)間.縮短充填時(shí)間的方法:…

4.改變充填模式.

5.提高模溫的方法:…

6.提高熔湯溫度.

7.檢查合金成分.

8.加大逃氣道可能有用.

9.加真空裝置可能有用.

2).裂痕:

原因:1.收縮應(yīng)力.

2.頂出或整緣時(shí)受力裂開(kāi).

改善方式:

1.加大圓角.

2.檢查是否有熱點(diǎn).

3.增壓時(shí)間改變(冷室機(jī)).

4.增加或縮短合模時(shí)間.

5.增加拔模角.

6.增加頂出銷.

7.檢查模具是否有錯(cuò)位、變形.

8.檢查合金成分.

3).氣孔:

原因:1.空氣夾雜在熔湯中.

2.氣體的來(lái)源:熔解時(shí)、在料管中、在模具中、離型劑.

改善方法:

1.適當(dāng)?shù)穆伲?/p>

2.檢查流道轉(zhuǎn)彎是否圓滑,截面積是否漸減.

3.檢查逃氣道面積是否夠大,是否有被阻塞,位置是否位於最后充填的地方.

4.檢查離型劑是否噴太多,模溫是否太低.

5.使用真空.

4).空蝕:

原因:因壓力突然減小,使熔湯中的氣體忽然膨脹,沖擊模具,造成模具損傷.

改善方法:

流道截面積勿急遽變化.

5).縮孔:

原因:當(dāng)金屬由液態(tài)凝固為固態(tài)時(shí)所占的空間變小,若無(wú)金屬補(bǔ)充便會(huì)形成縮孔.通常發(fā)生在較慢凝固處.

改善方法:

1.增加壓力.

2.改變模具溫度.局部冷卻、噴離型劑、降低模溫、.有時(shí)只是改變縮孔位置,而非消縮孔.

6).脫皮:

原因:1.充填模式不良,造成熔湯重疊.

2.模具變形,造成熔湯重疊.

3.夾雜氧化層.

改善方法:

1.提早切換為高速.

2.縮短充填時(shí)間.

3.改變充填模式,澆口位置,澆口速度.

4.檢查模具強(qiáng)度是否足夠.

5.檢查銷模裝置是否良好.

6.檢查是否夾雜氧化層.

7).波紋:

原因:第一層熔湯在表面急遽冷卻,第二層熔湯流過(guò)未能將第一層熔解,卻又有足夠的融合,造成組織不同.

改善方法:

1.改善充填模式.

2.縮短充填時(shí)間.

8).流動(dòng)不良產(chǎn)生的孔:

原因:熔湯流動(dòng)太慢、或是太冷、或是充填模式不良,因此在凝固的金屬接合處有孔.

改善方法:

1.同改善冷紋方法.

2.檢查熔湯溫度是否穩(wěn)定.

3.檢查模具溫充是否穩(wěn)定.

9).在分模面的孔:

原因:可能是縮孔或是氣孔.

改善方法:

1.若是縮孔,減小澆口厚度或是溢流井進(jìn)口厚度.

2.冷卻澆口.

3.若是氣孔,注意排氣或卷氣問(wèn)題.

10).毛邊:

原因:1.鎖模力不足.

2.模具合模不良.

3.模具強(qiáng)度不足.

4.熔湯溫度太高.

11).縮陷:

原因:縮孔發(fā)生在壓件表面下面.

改善方法:

1.同改善縮孔的方法.

2.局部冷卻.

3.加熱另一邊.

12).積碳:

原因:離型劑或其他雜質(zhì)積附在模具上.

改善方法:

1.減小離型劑噴灑量.

2.升高模溫.

3.選擇適合的離型劑.

4.使用軟水稀釋離型劑.

13).冒泡:

原因:氣體卷在鑄件的表面下面.

改善方式:

1.減少卷氣(同氣孔).

2.冷卻或防低模溫.

14).粘模:

原因:1.鋅積附在模具表面.

2.熔湯沖擊模具,造成模面損壞.

改善方法:

1.降低模具溫度.

2.降低劃面粗糙度.

3.加大拔模角.

4.鍍膜.

5.改變充填模式.

6.降低澆口速度

如何避免壓鑄模具鋼材的過(guò)熱,過(guò)燒,從而提高和改進(jìn)

過(guò)熱是壓鑄模具鋼材在稍低于過(guò)燒溫度的高溫下長(zhǎng)期保溫,晶粒過(guò)分長(zhǎng)大的現(xiàn)象。過(guò)熱使金屬在鍛造時(shí)塑性下降,降低了壓鑄模具鋼材的力學(xué)性能。對(duì)于未鍛造或軋制的過(guò)熱壓鑄模具鋼材,為了改善過(guò)熱造成的粗晶組織,一般可采用冷卻后重新加熱重結(jié)晶后鍛造或軋制的方法來(lái)解決。若鍛后可通過(guò)熱處理的方法來(lái)細(xì)化晶粒。

? ? ? ? 過(guò)燒是由于加熱溫度過(guò)高,致使壓鑄模具鋼材中熔點(diǎn)較低的組成物熔化而導(dǎo)致不可挽回的缺陷。一般鋼錠具有很薄很致密細(xì)小的等軸晶保護(hù)層,在加熱過(guò)程中可以防止氧化性爐氣浸入鋼錠內(nèi)部。而鋼錠在冷卻過(guò)程中形成的晶間裂紋可穿過(guò)致密的表面結(jié)晶層和大氣相溝通,具有這種晶間裂紋的鋼錠是最容易過(guò)燒的,這種裂紋就是爐氣向鋼錠內(nèi)侵入的通道。滲入晶粒邊界的氧化性氣體,使晶間的氧化物變脆。預(yù)先剝皮的鋼錠在加熱時(shí)就要特別注意,因?yàn)閯兤r(shí)把所有可防止裂紋與爐氣相通的很致密的表面結(jié)晶層去掉了,所以就有可能暴露大量的裂紋缺陷,晶間裂紋的存在不僅使氧化性爐氣容易向鋼錠內(nèi)滲入,而且也造成了過(guò)熱時(shí)促使易熔晶間物質(zhì)滲出的條件,晶間空隙的產(chǎn)生又引起新的通道的形成,爐氣便沿該通道進(jìn)入鋼錠內(nèi)部,因此在加熱時(shí)應(yīng)更加注意。

過(guò)燒現(xiàn)象一般都是從表面且沿晶界開(kāi)始的,并向鋼錠的內(nèi)部發(fā)展,在開(kāi)始形成不大的空隙-空穴,其后進(jìn)一步擴(kuò)大,若晶間空隙的表面氧化過(guò)程得到充分發(fā)展,則由于失掉晶間聯(lián)系而使鋼錠在鍛造或軋制時(shí)碎裂。

為了使鋼錠或鋼坯在熱加工過(guò)程中防止過(guò)熱或過(guò)燒,應(yīng)根據(jù)壓鑄模具鋼材的化學(xué)成分和尺寸制定正確合理的加熱規(guī)范,并嚴(yán)格執(zhí)行。選擇合理的爐型并采用微機(jī)控制是提高加熱質(zhì)量的重要的保證。盡量減少爐內(nèi)的過(guò)??諝饬?,高溫下應(yīng)調(diào)節(jié)成弱氧化性氣氛;在火焰爐內(nèi)加熱時(shí),鋼料應(yīng)離開(kāi)燒嘴一定的距離,避免鋼料與火焰直接接觸,以防鋼料局部過(guò)熱和過(guò)燒,如因鍛壓設(shè)備發(fā)生故障而長(zhǎng)時(shí)間停鍛時(shí)必須降低爐溫和采取其他措施。

提高壓鑄模具壽命的措施

提高壓鑄模具壽命的措施

致使壓鑄模失效的主要原因是:①熱脹冷縮的交變應(yīng)力,長(zhǎng)期頻繁的反復(fù)循環(huán),在模具表面出現(xiàn)熱疲勞龜裂紋;②由于熱應(yīng)力及機(jī)械應(yīng)力引起的模具整體開(kāi)裂、破損;③在壓射力和熱應(yīng)力的作用下,模具會(huì)在強(qiáng)度最薄弱處萌生裂紋,使型腔碎裂;④化學(xué)腐蝕、機(jī)械磨損、沖刷侵蝕、熔損侵蝕造成的模具侵蝕;⑤受到鎖模、插芯壓力和充填壓力作用使模具產(chǎn)生的塑性變形。這些模具失效缺陷出現(xiàn)的原因是復(fù)雜多樣的,下邊從實(shí)際應(yīng)用方面探討一些提高壓鑄模具壽命的措施。

1 壓鑄模具材料的選用

為提高熱沖擊韌度,目前常用的H13鋼的化學(xué)成分純凈度要求為:優(yōu)級(jí)鋼S 含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)要小于0.005%;超級(jí)H13 鋼要求S 含量小于0.003%;P含量小于0.015%。鋼的晶界無(wú)共晶碳化物夾雜,大塊狀的共晶碳化物和雜質(zhì)強(qiáng)度極小,不能抵抗熱疲勞,降低了鋼材的塑性,是龜裂發(fā)生的起源點(diǎn)。要使用電渣重熔爐的精煉鋼,它不僅純凈度高,還具有組織致密、優(yōu)良的熱疲勞抗力、抗熱裂性好、優(yōu)良的韌性及塑性,優(yōu)良的拋光性、較好的異向同性等性能。鋼材的均一性要求材料的組織要均勻,鋼坯具備任意方向力學(xué)性能同性,不要有縱、橫、深方向的性能差異。

正確選用模具材料,采用高強(qiáng)度合金材料可以提高模具使用壽命。優(yōu)選用瑞典8407、德國(guó)2344、美國(guó)H13 (4Gr5MoVlSi)、日本SKD61 材料。日本日立的DAC55、ZHD435 在高硬度時(shí)有很好的韌性及抗高溫強(qiáng)度,模具壽命也很高。

2 壓鑄模具的熱處理

采用不同的熱處理工藝會(huì)使壓鑄模品質(zhì)性能不一樣。H13 模具鋼的熱處理工藝和熱處理后的金相組織應(yīng)參照北美壓鑄學(xué)會(huì)(NADCA 207—2003)的規(guī)定。建議由模具鋼材生產(chǎn)商負(fù)責(zé)模具的熱處理,避免因?yàn)椴牧虾蜔崽幚淼膹S家不同而引起品質(zhì)不同。

H13 鋼采用高壓液氮?dú)饫涓哒婵諣t淬火為好,可以有效防止模具表面的脫碳、氧化、變形和開(kāi)裂。把淬火溫度升高到1020~1050℃,根據(jù)模塊材料的尺寸大小,和各個(gè)零部件要求的強(qiáng)度和韌性,適當(dāng)控制溫度和保溫時(shí)間,使合金碳化物充分溶人奧氏體,這樣可以減少模具因熱處理碳化物溶解不充分,殘留在晶界之間而造成的模具龜裂。但要注意鋼的臨界點(diǎn)Acl和Ac3及保溫時(shí)間,防止奧氏體粗化。淬火后用不同溫度分3 次回火,特別注意回火的效果,如果還要進(jìn)行氮化處理,可以減少一次回火處理。

模具加工時(shí)產(chǎn)生的切削應(yīng)力、電火花放電變質(zhì)層的應(yīng)力、和壓鑄時(shí)產(chǎn)生的熱疲勞應(yīng)力,可以通過(guò)退火來(lái)減輕或消除。模具應(yīng)定期退火處理消除應(yīng)力:第一次去應(yīng)力退火應(yīng)安排在淬火之前(退火溫度700~750℃),第二次去應(yīng)力退火應(yīng)安排在試模合格后的量產(chǎn)之前,再在壓鑄1 萬(wàn)模、3 萬(wàn)模時(shí)各退火處理一次,氮化一次可以代替一次退火處理。對(duì)H13 鋼退火消除應(yīng)力的溫度比淬火時(shí)最后一次回火的溫度低20~40℃,保溫時(shí)間為1.0~1.5 h。

合理選擇模具的硬度(HRC),美國(guó)AISI H13 ESR類材料用于壓鑄模具,如果硬度偏低,易出現(xiàn)粘模和早期龜裂,如果硬度太高又可能開(kāi)裂,所以一般建議:鋅合金壓鑄模硬度(HRC)為47~52;中、小型的鋁、鎂合金壓鑄模為46~48;尺寸大的鋁、鎂合金鑄件和比較厚或形狀復(fù)雜件的模具,應(yīng)適當(dāng)降低硬度(HRC)為44~46。日立的DAC55、ZHD435 及一勝百的DIEVAR鋼在高硬度時(shí)有很好的韌性及高溫強(qiáng)度,應(yīng)用時(shí)硬度(HRC)可以比H13 提高2~4。

對(duì)壓鑄模的型腔表面容易出現(xiàn)粘模的部位和所有的型芯,應(yīng)選用氮化、碳氮共滲等表面強(qiáng)化處理,以減少粘?;蚯治g。目前使用日本的KANUC 處理的比較多。如需氮化,型面的氮化層總深度應(yīng)低于0.2~0.3mm,應(yīng)根據(jù)鑄件壁厚由厚到薄控制在0.04~0.08mm,且應(yīng)無(wú)化合物白亮層,防止過(guò)厚的白亮層碎裂后引起模具龜裂。對(duì)容易粘模部位的零件,可以每壓鑄1~2 萬(wàn)模進(jìn)行一次氮化等表面處理。當(dāng)模具壓鑄8~10 萬(wàn)模次之后,由于硬度降低容易出現(xiàn)粘模時(shí),也可以進(jìn)行氮化處理。每次退火和氮化之前、后都要對(duì)模具表面進(jìn)行拋光處理。為防止模具型腔在量產(chǎn)之前出現(xiàn)氧化銹蝕,在試模合格后,應(yīng)對(duì)模具進(jìn)行530~560℃保溫1.5~2.0 h 的`預(yù)氧化熱處理。

3 壓鑄模具的設(shè)計(jì)

壓鑄件壁厚應(yīng)盡量均勻(一般小件厚度為2.51mm,中件厚度為3.01 mm,大件厚度為4.01mm),棱角過(guò)渡要有圓角或斜坡以減小應(yīng)力集中,可使用筋條結(jié)構(gòu)消除鑄件形成的熱節(jié)。過(guò)厚的壓鑄件內(nèi)部組織晶粒粗大,會(huì)形成氣孔、縮松、氧化、內(nèi)部裂紋,并伴隨有應(yīng)力源產(chǎn)生,以致其強(qiáng)度和耐用性能會(huì)低于加強(qiáng)筋輔助結(jié)構(gòu)形成的產(chǎn)品。

模具的易龜裂部位和易損傷部位盡量采取鑲件結(jié)構(gòu),損壞后便于維修和更換。但成型零件上的鑲拼孔,包括型芯孔至模具的邊緣或附近的另一孔的距離不要太小,并且鑲拼孔的內(nèi)角要有較大的圓倒角,以免成為模具早期龜裂的薄弱部位。

提高模具設(shè)計(jì)剛性,要分析模具型腔各個(gè)部位的受力情況。型腔受到的力有合金液充填時(shí)的壓力、脹型力、沖擊力,還有脫模時(shí)的拉力、摩擦力,溫度高低變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力,開(kāi)合模、抽插芯時(shí)受到的壓力、拉力、預(yù)緊力等。設(shè)計(jì)時(shí)要使模具中各組件、各部位都具有足夠的厚度、寬度,使模具有足夠的剛性以承受各種應(yīng)力。還要使這些受力達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶?這一點(diǎn)很重要),以防止模具變形、開(kāi)裂。制造時(shí)注意模具的細(xì)薄截面、模塊的凹角根部是模具出現(xiàn)斷裂的敏感部位,要保證其配合精度,如果模塊配合的預(yù)緊力過(guò)大,它會(huì)把合模力集中到一點(diǎn)上,這是模具出現(xiàn)大面積斷裂的主要因素。

為了較好的預(yù)防模具出現(xiàn)整體變形。正確設(shè)計(jì)模具型腔的受力中心位置,使其盡量靠近壓鑄機(jī)的受力中心。動(dòng)模背后的兩個(gè)墊塊要盡量支撐在模具的型腔鑲塊上,不要只支撐在型腔鑲塊外的套板上;動(dòng)模背后中間的支撐柱或支撐塊的支撐面積要足夠大,否則會(huì)使支撐塊的端面(甚至使壓鑄機(jī)的模具安裝板面),容易被壓變形而失去支撐的效果。

模具上有凹角的部位容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。產(chǎn)品轉(zhuǎn)角處盡量要有較大的過(guò)渡圓角,避免出現(xiàn)窄而深的凹角、凹槽。鋁、鎂合金壓鑄模具的型腔轉(zhuǎn)角半徑應(yīng)大于1.0 mm,表面粗糙度要小,避免圓角處早期開(kāi)裂。在內(nèi)澆口附近,盡量加大圓角半徑,能夠較好的延緩模具早期龜裂紋的出現(xiàn)。合理選用鑲塊、活動(dòng)滑塊組合結(jié)構(gòu),避免模塊上出現(xiàn)較銳的尖角;并使鑲拼接觸密封面的結(jié)合面積要比較大,要使滑塊出現(xiàn)退讓時(shí),也不會(huì)出現(xiàn)鋁水從密封面竄入到滑塊的導(dǎo)滑槽里;為防止運(yùn)動(dòng)卡滯,滑塊的側(cè)面使用斜面配合。

正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng),設(shè)計(jì)內(nèi)澆口的位置和充填流向時(shí),盡量防止高速充填的鋁水正面噴射沖擊到型壁或型芯。設(shè)計(jì)內(nèi)澆口截面大小時(shí),如果選用的壓射充填速度太高,有大量的動(dòng)能減速后轉(zhuǎn)變成熱能傳遞到模具上,使模具溫度升高,促使模具出現(xiàn)粘模、龜裂、沖蝕缺陷。壓鑄鋁水的最大充填速度不應(yīng)超過(guò)56m/s,充填速度以≤46 m/s 為好。設(shè)計(jì)內(nèi)澆口的厚度時(shí),在保證產(chǎn)品表面品質(zhì)的情況下,還是選用厚而大一點(diǎn)的內(nèi)澆口為好,這樣可以增加流量,又不增加對(duì)模具的沖擊力。

要正確選擇各組件的配合公差和表面粗糙度,因模具受熱不均勻和膨脹不均勻,會(huì)使配合公差產(chǎn)生變化,會(huì)使部件運(yùn)動(dòng)失靈而導(dǎo)致模具表面損傷,也會(huì)使動(dòng)、定模套板之間的合模間隙增加,引起飛邊和飛料。為防止飛料,在分型面上,動(dòng)、定模型腔鑲塊平面應(yīng)比動(dòng)定模套板平面略高,一般在0~0.080 mm 范圍內(nèi),特別要求緊密合模后,動(dòng)、定模套板的間隙要在0.030~0.100mm 范圍內(nèi)。在套板上的排氣道最淺處的深度為0.12~0.15 mm,它一定要包括合模后動(dòng)、定模套板的間隙。只有這樣才能防止飛邊、飛料和粘模。盡量讓套板各部位的分型面與模塊的分型面一致,從模塊到套板一樣平齊,減少分型面的臺(tái)階,便于排氣和防止飛邊粘模。

盡量不要在內(nèi)澆口附近的型腔平面上設(shè)置產(chǎn)品的字樣、標(biāo)記和頂桿。這些都會(huì)引起模具過(guò)早的龜裂,也會(huì)使字樣標(biāo)記過(guò)早的變得不清晰。

盡量利用-Q2圖,使模具能夠很好的與壓鑄機(jī)進(jìn)行匹配,提高產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率,延長(zhǎng)模具的使用壽命。

4 壓鑄模具的冷卻和加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了能夠調(diào)控模具溫度,防止模具變形和龜裂,一定要給模具設(shè)計(jì)冷卻、加熱溫控系統(tǒng)。通常在模具模塊的內(nèi)部開(kāi)設(shè)(6~12)mm孔徑的管道,在型芯和模塊中開(kāi)設(shè)(3~12)mm 冷卻孔,通水進(jìn)行冷卻,通熱油進(jìn)行加熱。在沒(méi)有模溫機(jī)的壓鑄廠,也可以使用電加熱管(要控制發(fā)熱溫度≤400℃) 和測(cè)溫儀置模具,進(jìn)行自動(dòng)加熱來(lái)預(yù)熱模具。

在型腔模塊的背面,加工出(6~8)mm 的孔,此孔要距離型腔表面(255)mm,要距離冷卻水或加熱油通道在50 mm 以上,插入熱電偶連接在壓鑄機(jī)的測(cè)溫儀器上。

在模具的橫澆道、分支澆道、內(nèi)澆口附近,在鑄件厚壁處的型腔、型芯等模具吸收熱量比較多的部位要通水冷卻。對(duì)薄壁處的型腔,對(duì)遠(yuǎn)離內(nèi)澆口的滑塊抽芯,和模具型腔的一些吸收熱量少、散熱快的部位,要設(shè)計(jì)用熱油或用電加熱管加熱模具。一般通入的熱油溫度為200~350℃。注意模具的冷卻水通道距離模具表面或模具轉(zhuǎn)角要有足夠的距離,以避免這些部位的型面出現(xiàn)早期龜裂或開(kāi)裂。

模具每個(gè)進(jìn)水管接頭要有開(kāi)關(guān),能控制冷卻水的流量,以便調(diào)節(jié)模具各部位的溫度。冷卻水管道里出現(xiàn)的銹蝕和集垢,會(huì)影響模具的冷卻效果,要及時(shí)清除。模具外接的管道和接頭建議使用銅材和不銹鋼材質(zhì),以防生銹后堵塞管道。

5 壓鑄模具的制造加工對(duì)模具壽命的影響

模具制造的尺寸精度和配合精度要高,密封接觸的配合面,必須密封配合,密封接觸的面積要大,防止鋁液鉆入。盡量避免人為因素造成的燒焊修補(bǔ)處理,因模具燒焊修補(bǔ)過(guò)的部位,很容易出現(xiàn)龜裂。

電脈沖放電加工后的型腔表面會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)變質(zhì)層,這一層的化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能( 強(qiáng)度、硬度、韌性) 等都發(fā)生了改變,變質(zhì)層又硬又脆,并有應(yīng)力和大量的微裂紋,會(huì)引起模具早期龜裂;電脈沖或線切割放電精細(xì)加工時(shí),應(yīng)盡量采用低的電流及高的頻率,以減小模具表面的過(guò)燒深度。使用好的電火花專用油液,可以起到?jīng)_洗、冷卻、潤(rùn)滑、絕緣、防電離和減輕變質(zhì)層的作用。放電時(shí)浸油比沖油能更好地減輕變質(zhì)層。無(wú)論變質(zhì)層深淺,它在模具表面均有極大的應(yīng)力,若不消除其白亮層和殘余應(yīng)力,在使用過(guò)程中,模具表面就會(huì)較早的產(chǎn)生龜裂、沖蝕和開(kāi)裂。

模具型腔精加工時(shí),走刀量要小,不要留下刀痕,必要時(shí)需留下打磨拋光的余量。模具型腔的所有表面,即使沒(méi)有留下加工刀痕的表面,都要進(jìn)行一次打磨拋光,用以消除刀具加工或放電加工產(chǎn)生的硬化層和白亮層。但要注意,打磨時(shí)不要讓模具局部過(guò)熱,以防燒傷模具表面和降低模具的硬度。消除硬化層、白亮層和去除應(yīng)力的方法有:①用油石打磨、研磨拋光、化學(xué)溶蝕去除;②噴 玻 璃丸的方法既可以去除表面熔化凝固層,消除殘余拉應(yīng)力,還可以形成壓應(yīng)力,是目前延緩龜裂的好方法;③在不降低硬度的情況下,低溫回火也可大幅度降低模具的表面應(yīng)力。模具型腔表面拋光時(shí),粗糙度要以產(chǎn)品而定:①薄壁、表面要求光亮的產(chǎn)品表面位置,型腔表面要適當(dāng)拋光,表面粗糙度Ra 為0.2~0.4m;②厚壁、表面要求一般的產(chǎn)品表面處,型腔表面可拋光,表面粗糙度Ra 為0.4~0.8m;③一般不要求拋光為鏡面,要使脫模劑能在模具表面均勻附著,但刀痕一定要拋光,以免模具過(guò)早的出現(xiàn)龜裂;④要注意交叉打磨,模具表面打磨過(guò)的痕跡,不要有明顯的打磨方向。

6 壓鑄工藝和生產(chǎn)操作對(duì)壓鑄模具壽命的影響

增加壓鑄鋁合金中的鐵含量,可以有效地減輕粘模程度,一般要求鋁合金的鐵含量≤1.5%,實(shí)際生產(chǎn)中鋁水的鐵含量控制在0.65%~0.90%范圍內(nèi)為好。在壓鑄過(guò)程中鋁液溫度波動(dòng)應(yīng)在10℃之內(nèi),ADCl2鋁合金春、秋季澆注溫度建議小于660℃,冬、夏季溫度可以上下變化10℃,這樣可以消除季節(jié)性的缺陷。模具內(nèi)澆口附近容易龜裂、侵蝕,遠(yuǎn)離內(nèi)澆口的部位不容易龜裂、侵蝕,這主要是因?yàn)樵趦?nèi)澆口附近,高溫的鋁水傳遞給模具的熱量比較多,致使模具溫度比較高。所以在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的前提下,應(yīng)盡量降低鋁水的澆注溫度。

在滿足成形情形下,盡量使用比較低的低速壓射速度和高速壓射速度。充填速度過(guò)高會(huì)造成粘模、沖蝕、龜裂;當(dāng)?shù)退賶荷渌俣容^高使金屬液包裹較多的氣體時(shí),氣體在高速壓射進(jìn)入型腔中的低壓區(qū)會(huì)膨脹,氣體膨脹產(chǎn)生爆破,氣體帶動(dòng)鋁液以很高的速度沖擊、侵蝕型腔表面,造成型腔表面氣蝕缺損(這種氣蝕在溢流槽澆口處也會(huì)出現(xiàn)),被氣蝕的表面也會(huì)有裂紋產(chǎn)生。

在滿足成形良好的條件下,盡可能選用較小的壓力。可以觀察殼形和圓形產(chǎn)品,在模具壓鑄幾萬(wàn)模之后,在產(chǎn)品同一部位的外表面比內(nèi)表面龜裂紋大出很多,這說(shuō)明在相同的條件之下,模具受到鋁液包裹擠壓與膨脹拉伸的力量方向不同,致使模具出現(xiàn)龜裂的缺陷大小相差很大;特別是在模具型腔的凹角處,拉伸和熱應(yīng)力都會(huì)集中在這里,凹角處會(huì)過(guò)早的出現(xiàn)龜裂和開(kāi)裂裂紋;而在模具的凸角和型芯表面受到擠壓和熱沖擊力,雖然會(huì)出現(xiàn)粘模,但出現(xiàn)應(yīng)力集中情況很小,模具不容易出現(xiàn)龜裂。可見(jiàn)鋁液壓力的大小和受力方向?qū)δ>啐斄训挠绊懯呛艽蟮?,有時(shí)為了配套不容易出現(xiàn)龜裂模塊的壽命,可以采用比較好的模具材料或熱處理的方法,來(lái)提高容易龜裂模塊的壽命。

壓鑄時(shí)模具表面溫度由100℃上升到610℃,比200℃上升到610℃容易引起龜裂,表面溫度由200℃上升到680℃,比200℃上升到610℃更容易引起龜裂;模具在500℃以上保持6 s比保持3 s也是更容易引起龜裂,所以一定要使模具承受的溫度低、溫差變化量比較小、處于高溫的時(shí)間短。一般產(chǎn)品壓鑄開(kāi)模后的2~3 s時(shí)測(cè)量模具表面的溫度(或用熱電偶測(cè)量模具內(nèi)部溫度) 應(yīng)不高于澆注的合金液溫度的40%~45%,即鋁合金模具溫度應(yīng)小于320℃,以200~280℃為好。合模時(shí)模具表面的溫度應(yīng)不低于合金澆注溫度的20%,一般以130~210℃為好。

壓鑄鋁合金模具預(yù)熱至180~300℃再澆注壓射,比用鋁液直接澆注壓射來(lái)預(yù)熱模具,能延緩模具表面龜裂紋的出現(xiàn)。因?yàn)橛娩X液直接澆注壓射來(lái)預(yù)熱模具,模具表面承受到的溫度差比較大。模具預(yù)熱后壓鑄的前10~20 模鑄件,要使用低速壓射,以減小鋁液與模具接觸的緊密程度,降低熱量傳遞給模具的速度,達(dá)到緩慢加熱的目的。

壓鑄操作時(shí)均勻噴涂脫模劑,可以減輕鋁液對(duì)模具的粘模和磨損。為了防止脫模劑對(duì)模具激冷,冬天對(duì)水基脫模劑要預(yù)熱到20~30℃為好。噴脫模劑要形成霧狀,噴嘴應(yīng)距型面(2010)cm,斜向模面角度155的效果最好。不可噴涂過(guò)多脫模劑,噴涂時(shí)間控制在0.5~2.5 s 之間;禁止噴灑、澆灌式的噴涂,以防對(duì)模具表面急速的激冷。可以采用動(dòng)、定模多次交換噴涂的方法,以減小激冷的速度。另外,鑄件頂出后,要在頂桿頭部噴涂上涂料得到潤(rùn)滑之后再退回,以防頂桿運(yùn)動(dòng)卡滯。

對(duì)許多模具,常用噴 玻 璃丸、陶瓷丸或用微電脈沖打磨加粗模具某些部位的粗糙度,甚至在模具表面修出間隔在0.5~1.5 mm細(xì)小的網(wǎng)狀筋條。這樣不僅能防止龜裂延長(zhǎng)模具壽命,還能減小鋁液的流動(dòng)速度,消除產(chǎn)品表面的冷隔和花紋;能提高模具表面的吸熱速度,使產(chǎn)品表面急速凝固,又因模具表面快速吸熱增加了模具表面的溫度,加快涂料和水的揮發(fā),消除水的殘留,能防止鑄件出現(xiàn)氣泡和發(fā)黑。

7 壓鑄模的使用和維護(hù)保養(yǎng)

模具在安裝時(shí),動(dòng)、定模每半模至少要安裝6 個(gè)壓板螺栓,如果每半模只安裝4 個(gè)壓板螺栓,只要有一個(gè)螺栓松動(dòng),其他3 個(gè)螺栓受力嚴(yán)重失衡,螺栓就會(huì)很快被拉變形或拉斷,甚至?xí)霈F(xiàn)模具被拉而掉下來(lái)的事故。

壓鑄過(guò)程中,要及時(shí)打磨拋光模具型腔的粘模痕跡,但要注意不要用硬的工具鑿傷或敲傷模具。當(dāng)模具型腔表面粗糙度變大后,要進(jìn)行很好的拋光處理。當(dāng)產(chǎn)品全部或部分粘模在模具型腔里時(shí),要由有經(jīng)驗(yàn)的模具修理人員來(lái)處理,以防壓鑄工處理時(shí)損壞模具。

每班給模具滑塊、導(dǎo)柱、頂桿涂一次潤(rùn)滑油,每班檢查疏通模具的冷卻水通道,使其暢通和密封。每班觀察模具的分型面和滑塊的密封配合情況,對(duì)模具的飛邊和披縫一定要早發(fā)現(xiàn)、早修理,以防其致使模具出現(xiàn)嚴(yán)重的壓傷、凹陷、變形及飛料的缺陷。

當(dāng)模具停產(chǎn)不使用時(shí),最好在壓鑄最后一模之后,不要給模具再噴刷涂料,如果已經(jīng)噴涂了涂料,也要用壓縮空氣吹干凈模具表面和深腔里的殘留水分,以防模具生銹。每批生產(chǎn)完成后,或在每生產(chǎn)一萬(wàn)模時(shí),要對(duì)模具進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。每次保養(yǎng)時(shí),需涂紅丹粉檢查模具的變形和密封配合情況,消除間隙防止飛料,消除模塊或滑塊受力不均衡,防止模塊壓壞、爆裂。保養(yǎng)后要給模具型腔、抽芯滑塊、頂桿、導(dǎo)柱,分型面等涂防銹油。

模具已經(jīng)出現(xiàn)小范圍的沖蝕、掉塊、缺損、裂紋缺陷后,在不能做成鑲件更換時(shí),只有給模具用氬弧焊修補(bǔ)。為有效地防止壓鑄模具焊補(bǔ)后容易出現(xiàn)龜裂,焊補(bǔ)時(shí)首先要選用模具鋼材制造廠家指定使用的氬弧焊焊條,并注意區(qū)分在模具淬火處理前后使用的焊條規(guī)格有可能不一樣。對(duì)模具進(jìn)行氬弧焊之前,先要把模具龜裂等缺陷修磨掉呈現(xiàn)出金屬基體,使用電熱爐預(yù)熱模塊達(dá)到300~450℃(若使用乙 炔 氧焊的火焰慢慢烘烤預(yù)熱模具,由于預(yù)熱的范圍小,不一定達(dá)到要求的溫度范圍,溫度也不均勻,對(duì)防止焊補(bǔ)后出現(xiàn)龜裂沒(méi)有明顯的效果。)并把表面清理干凈之后再進(jìn)行氬弧焊,防止焊補(bǔ)時(shí)出現(xiàn)氣孔;當(dāng)模具溫度高于475℃時(shí)要停止焊補(bǔ),讓模具降溫后再焊;焊接時(shí)注意,一定要隔行焊補(bǔ),不要一行挨一行焊補(bǔ),這樣可以較好的降低焊接時(shí)產(chǎn)生的升溫和應(yīng)力。淬火之后的焊補(bǔ),再在低于淬火回火溫度以下20~50℃,保溫2~3h 去應(yīng)力退火(淬火之前的焊補(bǔ),退火溫度是750℃)這樣可以很好的消除焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。

對(duì)于模具表面粘附的涂料燒結(jié)集碳,除用油石和砂紙拋光外,用氣動(dòng)噴投 玻 璃丸或噴陶瓷丸的方法,不僅能均勻有效的清除掉集碳,還不影響模具的尺寸精度。

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