金屬型鑄造有哪些因素會(huì)導(dǎo)致模具損壞？

金屬型鑄造是一般都是一些結(jié)構(gòu)特殊的零件，制作起來比較麻煩，在采用金屬型鑄造模具制作過程中，由于高溫，鋁液多少控制不好很容易導(dǎo)致模具開裂損壞，從而中斷以后的生產(chǎn)，增加金屬型鑄造的生產(chǎn)成本。

在金屬型鑄造中，模具損壞最常見的形式是裂紋、開裂。應(yīng)力是導(dǎo)致模具損壞的主要原因。熱、機(jī)械、化學(xué)、操作沖擊都是產(chǎn)生應(yīng)力之源，包括有機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，應(yīng)力產(chǎn)生于：

一、在模具加工制造過程中

1、模具鋼的質(zhì)量問題

有些金屬型鑄造模具只生產(chǎn)了幾百件就出現(xiàn)裂紋，而且裂紋發(fā)展很快。有可能是模具鋼中的樹枝狀晶體、夾雜碳化物、縮孔、氣泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉長(zhǎng)，形成流線，這種流線對(duì)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、金屬型鑄造在車、銑、刨等終加工時(shí)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、淬火金屬型鑄造模具鋼磨削時(shí)產(chǎn)生磨削應(yīng)力，磨削時(shí)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(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、電火花加工產(chǎn)生應(yīng)力。金屬型鑄造模具表面產(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(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，必須進(jìn)行拋光方法去除，并進(jìn)行回火處理，回火在三級(jí)回火溫度進(jìn)行。

二、金屬型鑄造模具處理過程中

熱處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致模具開裂而過早報(bào)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，在鑄鋁幾千模次后會(huì)出現(xiàn)表面龜裂和開裂。鋼淬火時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力，是冷卻過程中的熱應(yīng)力與相變時(shí)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、在金屬型鑄造過程中

1、模溫

金屬型鑄造模具在生產(chǎn)前應(yīng)預(yù)熱到一定的溫度，否則當(dāng)高溫鋁液充型時(shí)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。在生產(chǎn)過程中，模溫不斷升高，當(dāng)模溫過熱時(shí)，容易產(chǎn)生粘模，運(yùn)動(dòng)部件失靈而導(dǎo)致 模具表面損傷。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)。

2、充型

鋁液會(huì)對(duì)金屬型鑄造模具產(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，鋁液、雜質(zhì)、氣體還會(huì)與模具表面產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)作用，并加速腐蝕和裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)鋁液裹有氣體時(shí)，會(huì)在型腔中低壓區(qū)先膨脹，當(dāng)氣體壓力升高時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)向爆破，扯拉出型腔表面的金屬質(zhì)點(diǎn)而造成損傷，因氣蝕而產(chǎn)生裂紋。

3、開模

在抽芯、開模的過程中，當(dāng)某些元件有形變時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。

4、生產(chǎn)過程

在每一個(gè)鑄鋁件生產(chǎn)過程中，由于金屬型鑄造模具與鋁液之間的熱交換，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。如澆注時(shí)模具表面因升溫受到壓應(yīng)力，而開模頂出鑄件后，模具表面因降溫受到拉應(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(shí)，金屬型鑄造模具表面產(chǎn)生裂紋。

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