石墨模具壓鑄模損壞原因及預(yù)防措施
石墨模具壓鑄模損壞原因及預(yù)防措施
在壓鑄出產(chǎn)中,石墨模具損壞最常見(jiàn)的形式是裂紋、開(kāi)裂。應(yīng)力是導(dǎo)致模具損壞的主要原因。熱、機(jī)械、化學(xué)、操作沖擊都是發(fā)生應(yīng)力之源,包含有機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力,應(yīng)力發(fā)生于:
一.在石墨模具加工制造過(guò)程中
1、毛坯鑄造質(zhì)量問(wèn)題
有些石墨模具只出產(chǎn)了幾百件就呈現(xiàn)裂紋,而且裂紋發(fā)展很快。有可能是鑄造時(shí)只確保了外型尺度,而鋼材中的樹(shù)枝狀晶體、夾雜碳化物、縮孔、氣泡等疏松缺點(diǎn)沿加工辦法被延伸拉長(zhǎng),構(gòu)成流線,這種流線對(duì)今后的最終的淬火變形、開(kāi)裂、使用過(guò)程中的脆裂、失效傾向影響極大。
2、在車、銑、刨等終加工時(shí)發(fā)生的切削應(yīng)力,這種應(yīng)力可通過(guò)中心退火來(lái)消除。
3、淬火鋼磨削時(shí)發(fā)生磨削應(yīng)力,磨削時(shí)發(fā)生摩擦熱,發(fā)生軟化層、脫碳層,降低了熱疲勞強(qiáng)度,簡(jiǎn)單導(dǎo)致熱裂、早期裂紋。對(duì)H13鋼在精磨后,可采取加熱至510-570℃,以厚度每25mm保溫一小時(shí)進(jìn)行消除應(yīng)力退火。
4、電火花加工發(fā)生應(yīng)力。石墨模具外表發(fā)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(huì)有裂紋,有應(yīng)力。電火花加工時(shí)應(yīng)采用高的頻率,使白亮層減到最小,有必要進(jìn)行拋光辦法去除,并進(jìn)行回火處理,回火在三級(jí)回火溫度進(jìn)行。
二.石墨模具處理過(guò)程中
熱處理不妥,會(huì)導(dǎo)致石墨模具開(kāi)裂而過(guò)早作廢,特別是只采用調(diào)質(zhì),不進(jìn)行淬火,再進(jìn)行外表氮化工藝,在壓鑄幾千模次后會(huì)呈現(xiàn)外表龜裂和開(kāi)裂。
鋼淬火時(shí)發(fā)生應(yīng)力,是冷卻過(guò)程中的熱應(yīng)力與相變時(shí)的安排應(yīng)力疊加的結(jié)果,淬火應(yīng)力是構(gòu)成變形、開(kāi)裂的原因,固有必要進(jìn)行回火來(lái)消除應(yīng)力。
三.在壓鑄出產(chǎn)過(guò)程中
1、模溫
石墨模具在出產(chǎn)前應(yīng)預(yù)熱到必定的溫度,否則當(dāng)高溫金屬液充型時(shí)發(fā)生激冷,導(dǎo)致模具內(nèi)外層溫度梯度增大,構(gòu)成熱應(yīng)力,使模具外表龜裂,甚至開(kāi)裂。
在出產(chǎn)過(guò)程中,模溫不斷升高,當(dāng)模溫過(guò)熱時(shí),簡(jiǎn)單發(fā)生粘模,運(yùn)動(dòng)部件失靈而導(dǎo)致模具外表?yè)p傷。
應(yīng)設(shè)置冷卻溫控體系,保持石墨模具工作溫度在必定的范圍內(nèi)。
2、充型
金屬液以高壓、高速充型,必定會(huì)對(duì)石墨模具發(fā)生劇烈的沖擊和沖刷,因而發(fā)生機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力。在沖擊過(guò)程中,金屬液、雜質(zhì)、氣體還會(huì)與石墨模具外表發(fā)生雜亂的化學(xué)作用,并加速腐蝕和裂紋的發(fā)生。當(dāng)金屬液裹有氣體時(shí),會(huì)在型腔中低壓區(qū)先膨脹,當(dāng)氣體壓力升高時(shí),發(fā)生內(nèi)向爆炸,扯拉出型腔外表的金屬質(zhì)點(diǎn)而構(gòu)成損傷,因氣蝕而發(fā)生裂紋。
3、開(kāi)模
在抽芯、開(kāi)模的過(guò)程中,當(dāng)某些元件有形變時(shí),也會(huì)發(fā)生機(jī)械應(yīng)力。
4、出產(chǎn)過(guò)程
在每一個(gè)壓鑄件出產(chǎn)過(guò)程中,因?yàn)槭>吲c金屬液之間的熱交換,使石墨模具外表發(fā)生周期性溫度改變,引起周期性的熱膨脹和收縮,發(fā)生周期性熱應(yīng)力。如澆注時(shí)石墨模具外表因升溫受到壓應(yīng)力,而開(kāi)模頂出鑄件后,石墨模具外表因降溫受到拉應(yīng)力。當(dāng)這種交變應(yīng)力反復(fù)循環(huán)時(shí),使石墨模具內(nèi)部堆集的應(yīng)力越來(lái)越大,當(dāng)應(yīng)力超過(guò)材料的疲勞極限時(shí),石墨模具外表發(fā)生裂紋。