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壓鑄模具失效的原因分析
摘要：壓鑄模具失效形式：模具老化\熱裂紋\磨損\沖蝕等,造成零件表面出模拉傷或鑄件變形; 尖角、拐角處開裂、劈裂;滑塊卡死,模具竄鋁等造成模具無法使用，或勉強(qiáng)使用壓鑄效率極低。...
壓鑄模由于生產(chǎn)周期長、投資大、制造精度高，故造價較高，因此希望模具有較高的使用壽命。但由于材料、機(jī)械加工等一系列內(nèi)外因素的影響，導(dǎo)致模具過早失效而報廢，造成極大的浪費。
壓鑄模具主要失效形式：
㈠ 是模具老化，熱裂紋(龜裂)、磨損、沖蝕等，造成零件表面出模拉傷或鑄件變形，造成模具無法使用；
㈡ 尖角、拐角處開裂、劈裂模具無法使用；
㈢ 模具故障頻繁如滑塊卡死，模具竄鋁等造成模具無法使用，或勉強(qiáng)使用壓鑄效率極低。
應(yīng)力有機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，熱、機(jī)械、化學(xué)、操作沖擊是導(dǎo)致模具損壞的主要原因，模具延壽應(yīng)主要從減少沖擊速度、壓力，降低溫度、減少漲縮以及提高抗疲勞強(qiáng)度、提高抗沖擊等方面入手。
一、在模具加工制造過程中
1、毛坯鍛造質(zhì)量問題。有些模具只生產(chǎn)了幾百件就出現(xiàn)裂紋，而且裂紋發(fā)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、氣泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉長，形成流線，這種流線對以后的最后的淬火變形、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(chǎn)生的切削應(yīng)力，這種應(yīng)力可通過中間退火來消除。
3、淬火鋼磨削時產(chǎn)生磨削應(yīng)力，磨削時產(chǎn)生摩擦熱，產(chǎn)生軟化層、脫碳層，降低了熱疲勞強(qiáng)度，容易導(dǎo)致熱裂、早期裂紋。對h13鋼在精磨后，可采取加熱至510-570℃，以厚度每25mm保溫一小時進(jìn)行消除應(yīng)力退火。
4、電火花加工產(chǎn)生應(yīng)力。模具表面產(chǎn)生一層富集電極元素和電介質(zhì)元素的白亮層，又硬又脆，這一層本身會有裂紋，有應(yīng)力。電火花加工時應(yīng)采用高的頻率，使白亮層減到最小，必須進(jìn)行拋光方法去除，并進(jìn)行回火處理，回火在三級回火溫度進(jìn)行。
二、模具熱處理過程中
熱處理不當(dāng)，會導(dǎo)致模具開裂而過早報廢，特別是只采用調(diào)質(zhì)，不進(jìn)行淬火，再進(jìn)行表面氮化工藝，在壓鑄幾千模次后會出現(xiàn)表面龜裂和開裂。
鋼淬火時產(chǎn)生應(yīng)力，是冷卻過程中的熱應(yīng)力與相變時的組織應(yīng)力疊加的結(jié)果，淬火應(yīng)力是造成變形、開裂的原因，固必須進(jìn)行回火來消除應(yīng)力。
三、在壓鑄生產(chǎn)過程中
1）模溫
模具在生產(chǎn)前應(yīng)預(yù)熱到一定的溫度，否則當(dāng)高溫金屬液充型時產(chǎn)生激冷，導(dǎo)致模具內(nèi)外層溫度梯度增大，形成熱應(yīng)力，使模具表面龜裂，甚至開裂。
2）充型
金屬液以高壓、高速充型，必然會對模具產(chǎn)生激烈的沖擊和沖刷，因而產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力。在沖擊過程中，金屬液、雜質(zhì)、氣體還會與模具表面產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)作用，模具過熱加速腐蝕容易容易產(chǎn)生粘模，運(yùn)動部件失靈而導(dǎo)致模具表面損傷。當(dāng)金屬液裹有氣體時，會在型腔中低壓區(qū)先膨脹，當(dāng)氣體壓力升高時，產(chǎn)生內(nèi)向爆破，扯拉出型腔表面的金屬質(zhì)點而造成損傷，因氣蝕而產(chǎn)生裂紋。
3）冷卻
應(yīng)設(shè)置冷卻溫控系統(tǒng)，保持模具工作溫度在一定的范圍內(nèi)。由于模具與金屬液之間的熱交換，使模具表面產(chǎn)生周期性溫度變化，引起周期性的熱膨脹和收縮，產(chǎn)生周期性熱應(yīng)力。當(dāng)這種交變應(yīng)力反復(fù)循環(huán)時，使模具內(nèi)部積累的應(yīng)力越來越大，當(dāng)應(yīng)力超過材料的疲勞極限時，模具表面產(chǎn)生裂紋。
