鋁壓鑄模是社會(huì)當(dāng)前階段應(yīng)用較為廣泛的模具,因?yàn)樯a(chǎn)周期長(zhǎng)、投資高與制造精度高等,所以其造價(jià)相對(duì)較高,對(duì)于鋁壓模具的使用壽命有較高的要求。
然而,因?yàn)椴牧?、機(jī)械加工與使用等一系列各種實(shí)質(zhì)因素的影響,經(jīng)常導(dǎo)致模具過(guò)早失效從而發(fā)生報(bào)廢現(xiàn)象,導(dǎo)致極大的浪費(fèi)后果。鋁壓鑄模具制造經(jīng)過(guò)對(duì)模具的選材、設(shè)計(jì)、制造與使用等各個(gè)方面,進(jìn)行分析影響鋁壓模具使用壽命的主要因素與相關(guān)的注意事項(xiàng)。?
一.鋁壓鑄模具的材料分析
模具材料對(duì)于模具壽命的作用體現(xiàn)于模具材料的選取是否合適,材質(zhì)是否合理與使用是否正確這三個(gè)具體方面。當(dāng)進(jìn)行開(kāi)模頂件時(shí),型腔表面上會(huì)承受著較大的壓應(yīng)力。發(fā)生數(shù)千次的壓鑄之后,模具表面將會(huì)出現(xiàn)龜裂等各種缺陷。
二.鋁壓鑄模具的壽命影響因素
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在模具設(shè)計(jì)手冊(cè)中,有分析到鋁壓鑄模設(shè)計(jì)的相關(guān)注意事項(xiàng),應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),需要盡量防止尖銳的圓角與過(guò)大的截面變化。尖銳的圓角導(dǎo)致的應(yīng)力集中能夠達(dá)到平均應(yīng)力的10倍。同時(shí),需要注意因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致后續(xù)熱處理發(fā)生變形開(kāi)裂現(xiàn)象。
為了能夠防止熱處理變形和開(kāi)裂現(xiàn)象,截面尺寸應(yīng)當(dāng)保證均勻形狀與對(duì)稱(chēng)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn),盲孔盡量形成通孔的狀況,在必要的情況下能夠開(kāi)工藝孔。
(2)機(jī)加工
不合適的機(jī)加工容易導(dǎo)致應(yīng)力集中,當(dāng)光潔度不足與機(jī)加工缺乏完全均勻地消除軋制鍛造所構(gòu)成的脫碳層,都可能會(huì)使得材料發(fā)生早期失效。
同時(shí),在加工模具的具體過(guò)程中,較厚的模板不可以使用疊加的方法來(lái)保證其相應(yīng)的厚度。在加工冷卻水道過(guò)程中,兩面加工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注重保持同心度。若頭部發(fā)生拐角現(xiàn)象,而且不能夠相互同心,然而在實(shí)際的使用過(guò)程中,相連的拐角處就會(huì)發(fā)生開(kāi)裂。
(3)磨削和電火花加工
磨削加工容易使得金屬表面出現(xiàn)局部過(guò)熱現(xiàn)象,形成高的表面殘余應(yīng)力和組織變化等方面,可能會(huì)促使磨削裂紋的產(chǎn)生。
同時(shí),原始組織發(fā)生預(yù)處理不當(dāng)?shù)那闆r時(shí),碳化物偏析、晶粒粗大與回火不充分等方面都會(huì)導(dǎo)致磨削裂紋。所以,在保證材質(zhì)的狀況下,應(yīng)當(dāng)注意選取合適的冷卻液控制磨削加工冷卻。
電火花加工可以在發(fā)生淬火回火后的模具表面產(chǎn)生淬火馬氏體的白亮淬硬層,其相應(yīng)的厚度是由加工過(guò)程中電流強(qiáng)度與頻率所決定的。
(4)熱處理
熱處理不當(dāng)是引起模具發(fā)生早期失效的主要原因。熱處理的變形現(xiàn)象主要是由熱應(yīng)力與組織應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)生的。如果應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度時(shí),材料則會(huì)發(fā)生塑性變形,如果當(dāng)應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限時(shí),則會(huì)導(dǎo)致零件淬裂。鋁壓鑄模具在具體的熱處理時(shí),應(yīng)當(dāng)要重視以下幾個(gè)方面:
①鍛件在沒(méi)有冷卻到室溫時(shí),應(yīng)當(dāng)要實(shí)行球化退火;
②進(jìn)行粗加工后與精加工過(guò)程之前,應(yīng)當(dāng)增加調(diào)質(zhì)處理;
③進(jìn)行淬火過(guò)程時(shí),應(yīng)當(dāng)注意鋼的加熱溫度與保溫時(shí)間以防止奧氏體粗化;
④進(jìn)行熱處理過(guò)程時(shí),應(yīng)當(dāng)注意型腔表面的脫碳和增碳;
⑤進(jìn)行氮化過(guò)程時(shí),應(yīng)當(dāng)注意氮化表面不允許存在油污。
⑥進(jìn)行兩道熱處理工序過(guò)程之間,當(dāng)上一道溫度下降到手能夠觸摸時(shí),則可以進(jìn)行下道;
⑦使用靜態(tài)淬火法、鹽爐淬火與專(zhuān)用夾具淬火等各種方式,從而減少熱處理變形。
⑧跟蹤采用先進(jìn)熱處理設(shè)備與工藝,能夠提升模具表面光潔度,有利于控制熱處理變形。
(5)生產(chǎn)操作
當(dāng)鋁壓鑄模具確定壓射速度時(shí),相應(yīng)的速度不可以太高,速度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致模具發(fā)生腐蝕、型腔與型芯上出現(xiàn)沉積物增多的結(jié)果,然而,過(guò)低則會(huì)容易使得鑄件發(fā)生缺陷,所以,對(duì)于鋁壓鑄模最低壓射速度應(yīng)當(dāng)為18m/s,相應(yīng)的最大壓射速度不應(yīng)當(dāng)大于53m/s,平均的壓射速度應(yīng)當(dāng)為43m/s。
模具在具體使用過(guò)程當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制鑄造工藝流程。在工藝允許范圍之內(nèi),應(yīng)當(dāng)降低鋁液的澆鑄溫度與壓射速度,有利于提升模具預(yù)熱溫度。
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