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提高压铸模寿命的7种方法

发布日期:2021-12-30 作者: 点击:117

提高压铸模寿命的7种方法。适当选择压铸模用钢。

选择好的钢来制造,是保证压铸模具使用寿命的基本条件。从20世纪50年代起,我国普遍采用原苏联引进的3CR2W8V热作压铸模具钢,压铸时一般压铸1~2万个次型腔,开始出现发丝状裂纹,压铸模寿命为5万模次。90年代从美国引进优质钢种H13(4CR5MOSIV1),利用这种钢制造压铸模具,加上严格的热处理工艺,生产的压铸模具使用寿命可达15~20万模次,是目前广泛应用的压铸模制造用钢。用该钢作为基体,在此钢的基础上延伸多种近似钢号,例如:国际标准化组织的40CRMOV5;日本(JIS)的SKD61;韩国的STD61;德国(DIN)的X40CRMOV5-1;英国(BS)的BH13;俄罗斯的4X5M;QR90,GS-344M等。

H13钢是一种硬兼有硬质、冷硬结合的热作铸模钢,其主要特点是:

(1)淬透性强,韧性强;

(2)具有优异的抗裂性,可直接用水冷却工作;

(3)耐磨损,可以通过渗碳或氮化工艺来提高其表面硬度,但是抗热裂性能会稍微下降;

(4)由于其含碳量较低,二次硬化回火性能较差;

(5)在更高的温度下具有耐软化的能力(热硬),但是当使用温度超过540℃时,硬度会迅速降低;

(6)热处理过程稳定,变形小;

7)切削加工性能好;

(8)中等的抗脱碳能力。

H13钢的碳含量(质量分数)低于0.5%时,又含有CR.W.MO.V等合金元素,钢中碳含量为5.0%左右,它与其它碳化物形成的组织,使得钢材具有很高的淬透性和热硬性。结果表明,该钢在空冷的情况下能淬硬,淬火硬度约为55HRC。

2合理设计铸造和压铸模具。

由于铸造结构设计上的不合理,使压铸模出现了较细截面(见图2)和壁厚不均匀(见图3),常导致压铸模开裂。坡度设计不当,将导致抽芯,在打开模具后,取件时产生摩擦。模腔壁接合处倒角偏小,容易产生应力集中裂纹。对于浇注系统的设计,如流向、截面积、压射速度等控制不当,会引起型腔或型芯被冲蚀。压铸模刚性不足,导致压铸模具构件在生产过程中容易出现早期变形或断裂,这是因为过分重视成本节约。压铸件由于装配尺寸过小,易形成较大的预应力,导致压铸模在生产中发生爆裂。压铸模制造过程中,由于各部件配合精度选择不当,压铸时铝液进入其中,造成压铸模过早失灵。

压铸模设计时,尽量少做镶拼,能显著提高型腔整体的刚度。针对压铸模工作环境复杂、恶劣的情况,保证压铸模热平衡十分重要。为保证压铸件工作温度稳定,需对动、定模分别设计合理的冷却系统(见图5.图6)。同一生产周期内,模温也经历急剧上升.骤降变化,因铸件壁厚有差异,平衡温度一般为合金浇注温度的35%~45%。

3保证压铸模的加工质量。

压铸模在磨削过程中产生摩擦热,将导致表面出现磨削裂纹。另外,由于压铸模的磨削应力,使其抗热疲劳性能下降。凹模表面,尤其是浇口表面粗糙、有轻微擦伤和划痕的地方,均为潜在的裂纹源。利用电火花机床进行精加工时,由于局部高温形成表层下的回火区域,使组织和化学成分不同于基体,硬度高,再加上表面有残余应力,抛光处理不当会在压铸模使用初期产生微小裂纹(见图7)。压铸模与压铸机间的平行度、垂直度的安装精度均会导致导轨出现不正常磨损或顶出困难,影响铸件外观(见图8)。

四是合理规范热处理工艺。

压铸模材料应具有很高的热强度和回火稳定性,以获得较高的热疲劳抗力和耐磨性能。此外,由于压铸模精度和复杂程度不同,在热处理工艺规程安排上,淬火工序置于次去应力退火后,可以通过后续加工消除淬火变形和裂纹(见图9.图10)。

压铸锌铝镁合金,压铸模与金属液接触部分的零件一般热处理硬度为44-48HRC,在压铸铜合金时硬度为38-42HRC。在使用压铸模之前需要进行去应力处理。我们采用H13材料作为模芯压铸模具,通常在5000-10000模次之间进行一次去应力回火处理,此后每15000-20000模数一次去应力处理,该退火温度比原回火温度低30-50。

压铸模表面强化处理。

表面强化处理就是向材料表面施加非常高的能量,使其发生物理-化学变化,从而实现强化。该工艺具有工序简单、加工速度快、零件变形小、生产效率高的特点。在这一过程中,电火花表面强化技术是一种降低表面冲刷、防止金属咬合、延长其使用寿命的有效方法之一。在表面强化处理时,通过脉冲电路放电,使连接回路的正负(金属工件)极作周期性接触,导致气隙放电,形成火花和高温。经过高温升华的正极材料在工件表面进行重熔,沉积.扩散.化合和硬化的过程,使被覆工件表面形成成分均匀.结构致密且硬度较高的沉积层。沉积层与基体结合牢固,抗冲击,不容易剥落,在强化处理时,工件处于冷状态,放电点小,时间短,没有退火和变形。本公司将2套经表面强化处理的压铸模与普通压铸模进行对比,表明无论是耐腐蚀、耐高温、耐磨损、耐高温、耐磨损等性能,可延长压铸模寿命1-2万模次。

6、压力铸件使用规范。

6.1压铸模预热和热平衡。

压铸模内应力的大小与压铸模内的温度梯度成正比,适当提高预热温度是十分必要的。但预热温度过高会导致压铸模表面材料的屈服强度下降,从而影响模具的热疲劳性能。另外,压铸模在生产过程中,保持热平衡状态对提高生产效率、保证铸件密封性具有重要意义。冷水机必须连续使用,生产过程中不得突然开启或关闭冷却水。工作时的节奏性和连贯性,为保持压铸模热平衡状态创造了条件。

6.2使用压铸模漆。

在压铸模材料的保护中,涂料的使用起着重要作用。涂层没有被均匀地覆盖的区域通常是侵蚀严重的区域。将涂层喷入高温模腔内,蒸气压力过大,造成脱模、溅落,使漆膜不能完全被吸附到型面上。方案是增大喷涂压力,使雾滴获得更高的动能,克服雾滴凝结现象,达到均匀涂覆的目的。

6.3压铸模的维修维护。

在使用过程中,定期检修压铸模,因为支撑板.套板.抽芯机构.推出机构等的变形和松脱是造成压铸模具早期损坏的重要原因。

6.4压力铸件模具安装和使用规范。

(1)压铸模在使用前,首先阅读有关压铸模具资料的说明和注意事项,了解压铸模的基本结构,特别是压铸模上各滑块的运动顺序。

(2)新压铸模开动.定模,清除压铸模上污物和锈蚀,在模腔中检查是否抛光不彻底,检查压铸模活动部位,例如:滑板.推杆.复位杆等位置是否准确.有没有倾斜现象,检查型面.型芯.导柱、斜导柱、油缸等,不应有碰触、凹陷、裂纹等缺陷。

(3)接通冷却水,检查冷却水管道是否畅通,有无渗漏;检查油缸与滑块接合处(见图11)是否安装正确、结构可靠、动作灵活。

(4)压铸模使用前要预热,我公司一般采用充填液化气,用火焰喷枪加热压铸模。


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