面对二十一世纪的国内经济建设形势, 模具企业要适应 市场经济的发展,作为国家支柱产业的 汽车工业将加大轻微轿车的产量,因而对于 模具铸件的精度和质量提出了更高的要求。 压铸模由于 生产周期长、投资成本大、 制造精度高,故而造价也比较高,因此许多 模具压铸企业希望 压铸模具有较高的使用寿命,从而能降低企业的 生产成本。但是由于原材料、 机械加工等一系列内外因素的影响,导致 压铸模具过早失效而报废的现象普遍存在,导致了企业很大的经济浪费。
模具早期失效的形势主要有:凸模断裂、模膛边缘堆塌、飞边遭桥部龟裂、模腔底部发生裂纹、拐角处开裂、磨损、冲蚀等,造成 压铸模失效的主要原因有: 模具材料自身存在的缺陷、加工、使用、维修以及 模具热处理的问题。
压铸模的使用条件非常恶劣,特别以铝 压铸模为例,铝的熔点为580℃-740℃,使用时,铝液温度控制在650-720℃。在不对 模具进行预热的情况下进行 压铸, 模具型腔表面温度由室温直升至液温、 模具型腔表面要承受极大的拉应力;开模顶件时, 模具型腔表面要承受极大的压应力。 模具进行了数千次的 压铸后, 模具表面便会产生龟裂等缺陷而失效。
由此可知, 压铸模使用条件的属于急热急冷。 模具材料应选用能冷热疲劳抗力、断裂韧性好、热稳定性高的特性热作 模具钢。H13是目前应用最为广泛的 模具材料,据有关资料介绍,国外80%的型腔均采用H13材料,因此,在合理的热处理与 生产管理下,H13仍具有满意的使用性能。
压铸工艺在确定 压铸机设置压射速度时,最大速度不应超过100m/s, 压铸速度设置太高,容易造成 模具腐蚀及型腔和型芯上沉积物增多;但压射速度设置过低会使铸件产生缺陷。因此铝 压铸的最低压射速度应设为18 m/s,铝 压铸的最大压射速度设置不应超过53 m/s,平均压射速度设置为43 m/s。
电火花加工在 模具型腔加工中的应用越来越广泛,但加工后的型腔表面留有淬硬层。这是由于加工中, 模具表面自行渗碳淬火造成的。淬硬层厚度由加工时电流强度和频率决定,粗加工时较深浅。淬硬层厚度无论深浅, 模具表面均有极大应力。 模具型腔进行电火花加工后必须清除淬硬层或消除应力,否则在使用过程中, 模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。
模具使用一段时间后,由于压射速度过高和长时间使用,型腔和型芯上会有沉积物。这些沉积物是由脱模剂、冷却液的杂质和少量 压铸金属在高温高压下结合而成。这些沉积物是由相当硬,并与型腔和型芯表面粘附牢固,很难清除。在清除沉积物时,不能用喷灯加热清除,这可能导致 模具表面局部热点或脱碳点的产生,从而成为热裂的发源地。应采用研磨或 机械去除,但不得伤及其它型面,造成尺寸变化。
经常保养 模具可以使 模具保持良好的使用状态。新 模具在试模后,无论试模合格与否,均应在 模具未冷却至室温的情况下,进行去应力回火。当新 模具进行 压铸模10000模次时,应对 模具型腔及模架进行450-480℃回火,并对型腔进行抛光和氮化,以消除内应力和型腔表面的轻微裂纹。以后 模具每12000~15000模次后必须进行同样保养。当 模具使用50000模次后,可每25000~30000模次进行一次保养。采用上述方法,可明显减缓由于热应力导致 模具龟裂的产生速度和时间。
热处理的正确与否直接关系到 模具使用寿命。由于热处理过程及工艺规程不正确,引起 模具变形、开裂而报废以及热处理的残余应力导致 模具在使用中失效的约占 模具失效比例的50%左右。
压铸模型腔均是由优质合金钢制成,这些原材料价格较高,再加上加工费用,合起来成本非常高。如果由于热处理不当或热处理质量不高,而导致报废或寿命达不到 设计要求,会造成很大的经济损失。因此,在热处理时要注意以下几点:
1、锻件在未冷至室温时,进行球化退火。
2、粗加工后、精加工前,增设调质处理。为防止硬度过高,造成加工困难,硬度限制在25-32HRC,并在精加工前,安排去应力回火。 |