壓鑄生產模具損壞原因及預防措施

在壓鑄生產中，模具損壞最常見的形式是裂紋、開裂。應力是導致模具損壞的主要原因。熱、機械、化學、操作沖擊都是產生應力之源，包括有機械應力和熱應力，應力產生于：
　　一.在模具加工制造過程中
　　1、毛坯鍛造質量問題
　　有些模具只生產了幾百件就出現裂紋，而且裂紋發展很快。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、刨等終加工時產生的切削應力，這種應力可通過中間退火來消除。
　　3、淬火鋼磨削時產生磨削應力，磨削時產生摩擦熱，產生軟化層、脫碳層，降低了熱疲勞強度，容易導致熱裂、早期裂紋。對H13鋼在精磨后，可采取加熱至510-570℃，以厚度每25mm保溫一小時進行消除應力退火。
　　4、電火花加工產生應力。模具表面產生一層富集電極元素和電介質元素的白亮層，又硬又脆，這一層本身會有裂紋，有應力。電火花加工時應采用高的頻率，使白亮層減到最小，必須進行拋光方法去除，并進行回火處理，回火在三級回火溫度進行。
　　二.模具處理過程中
　　熱處理不當，會導致模具開裂而過早報廢，特別是只采用調質，不進行淬火，再進行表面氮化工藝，在壓鑄幾千模次后會出現表面龜裂和開裂。
　　鋼淬火時產生應力，是冷卻過程中的熱應力與相變時的組織應力疊加的結果，淬火應力是造成變形、開裂的原因，固必須進行回火來消除應力。
　　三.在壓鑄生產過程中
　　1、模溫
　　模具在生產前應預熱到一定的溫度，否則當高溫金屬液充型時產生激冷，導致模具內外層溫度梯度增大，形成熱應力，使模具表面龜裂，甚至開裂。
　　在生產過程中，模溫不斷升高，當模溫過熱時，容易產生粘模，運動部件失靈而導致模具表面損傷。
　　應設置冷卻溫控系統，保持模具工作溫度在一定的范圍內。
　　2、充型
　　金屬液以高壓、高速充型，必然會對模具產生激烈的沖擊和沖刷，因而產生機械應力和熱應力。在沖擊過程中，金屬液、雜質、氣體還會與模具表面產生復雜的化學作用，并加速腐蝕和裂紋的產生。當金屬液裹有氣體時，會在型腔中低壓區先膨脹，當氣體壓力升高時，產生內向爆破，扯拉出型腔表面的金屬質點而造成損傷，因氣蝕而產生裂紋。
　　3、開模
　　在抽芯、開模的過程中，當某些元件有形變時，也會產生機械應力。
　　4、生產過程
　　在每一個壓鑄件生產過程中，由于模具與金屬液之間的熱交換，使模具表面產生周期性溫度變化，引起周期性的熱膨脹和收縮，產生周期性熱應力。如澆注時模具表面因升溫受到壓應力，而開模頂出鑄件后，模具表面因降溫受到拉應力。當這種交變應力反復循環時，使模具內部積累的應力越來越大，當應力超過材料的疲勞極限時，模具表面產生裂紋。
　　預防模具損傷的措施
　　1.良好的鑄件結構設計
　　鑄件壁厚盡可能均勻，避免產生熱節，以減少模具局部熱量集中產生的熱疲勞。鑄件的轉角處應有適當的鑄造圓角，以避免模具上有尖角位導致應力產生。
　　2.合理的模具結構設計
　　1）模具中各元件應有足夠的剛度、強度，以承受壓力而不變形。模具壁厚要足夠，才能減少變形。
　　2）澆注系統設計盡量減少對型芯沖擊、沖蝕。
　　3）正確選擇各元件的公差配合和表面粗糙度。
　　4）保持模具熱平衡。
　　3.規范熱處理工藝
　　通過熱處理可改變材料的金相組織，保證必要的強度、硬度、高溫下尺寸穩定性、抗熱疲勞性能和材料切削性能。
　　正確的熱處理工藝，才會得到最佳的模具性能，而鋼材的性能是受到淬火溫度和時間、冷卻速度和回火溫度控制。
　　4.壓鑄生產過程控制
　　1）溫度控制：模具的預熱溫度和工作溫度;合金澆注溫度，在保證成型良好前提下，用較低的澆注溫度。
　　2）合理的壓鑄工藝：比壓、充填速度。
　　3）調整機器的鎖模力，使模具受力均勻。注意清掃模具表面的殘削碎片，以免合模時這些多余物使模具表面受力不均勻，引起變形。
　　4）對合金熔煉嚴格控制，減少金屬液中氣體。
　　5.模具的維護與保養
　　1）定期消除應力
　　2）模具修補