鋁壓鑄模是社會當前階段應用較為廣泛的模具,因為生產(chǎn)周期長、投資高與制造精度高等,所以其造價相對較高,對于鋁壓模具的使用壽命有較高的要求。
然而,因為材料、機械加工與使用等一系列各種實質因素的影響,經(jīng)常導致模具過早失效從而發(fā)生報廢現(xiàn)象,導致極大的浪費后果。鋁壓鑄模具制造經(jīng)過對模具的選材、設計、制造與使用等各個方面,進行分析影響鋁壓模具使用壽命的主要因素與相關的注意事項。?
一.鋁壓鑄模具的材料分析
模具材料對于模具壽命的作用體現(xiàn)于模具材料的選取是否合適,材質是否合理與使用是否正確這三個具體方面。當進行開模頂件時,型腔表面上會承受著較大的壓應力。發(fā)生數(shù)千次的壓鑄之后,模具表面將會出現(xiàn)龜裂等各種缺陷。
二.鋁壓鑄模具的壽命影響因素
(1)結構設計
在模具設計手冊中,有分析到鋁壓鑄模設計的相關注意事項,應當強調的為模具結構設計,需要盡量防止尖銳的圓角與過大的截面變化。尖銳的圓角導致的應力集中能夠達到平均應力的10倍。同時,需要注意因為結構設計不合理導致后續(xù)熱處理發(fā)生變形開裂現(xiàn)象。
為了能夠防止熱處理變形和開裂現(xiàn)象,截面尺寸應當保證均勻形狀與對稱簡單的標準,盲孔盡量形成通孔的狀況,在必要的情況下能夠開工藝孔。
(2)機加工
不合適的機加工容易導致應力集中,當光潔度不足與機加工缺乏完全均勻地消除軋制鍛造所構成的脫碳層,都可能會使得材料發(fā)生早期失效。
同時,在加工模具的具體過程中,較厚的模板不可以使用疊加的方法來保證其相應的厚度。在加工冷卻水道過程中,兩面加工過程中應當注重保持同心度。若頭部發(fā)生拐角現(xiàn)象,而且不能夠相互同心,然而在實際的使用過程中,相連的拐角處就會發(fā)生開裂。
(3)磨削和電火花加工
磨削加工容易使得金屬表面出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象,形成高的表面殘余應力和組織變化等方面,可能會促使磨削裂紋的產(chǎn)生。
同時,原始組織發(fā)生預處理不當?shù)那闆r時,碳化物偏析、晶粒粗大與回火不充分等方面都會導致磨削裂紋。所以,在保證材質的狀況下,應當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,其相應的厚度是由加工過程中電流強度與頻率所決定的。
(4)熱處理
熱處理不當是引起模具發(fā)生早期失效的主要原因。熱處理的變形現(xiàn)象主要是由熱應力與組織應力導致產(chǎn)生的。如果應力超過屈服強度時,材料則會發(fā)生塑性變形,如果當應力超過強度極限時,則會導致零件淬裂。鋁壓鑄模具在具體的熱處理時,應當要重視以下幾個方面:
①鍛件在沒有冷卻到室溫時,應當要實行球化退火;
②進行粗加工后與精加工過程之前,應當增加調質處理;
③進行淬火過程時,應當注意鋼的加熱溫度與保溫時間以防止奧氏體粗化;
④進行熱處理過程時,應當注意型腔表面的脫碳和增碳;
⑤進行氮化過程時,應當注意氮化表面不允許存在油污。
⑥進行兩道熱處理工序過程之間,當上一道溫度下降到手能夠觸摸時,則可以進行下道;
⑦使用靜態(tài)淬火法、鹽爐淬火與專用夾具淬火等各種方式,從而減少熱處理變形。
⑧跟蹤采用先進熱處理設備與工藝,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
當鋁壓鑄模具確定壓射速度時,相應的速度不可以太高,速度過高會導致模具發(fā)生腐蝕、型腔與型芯上出現(xiàn)沉積物增多的結果,然而,過低則會容易使得鑄件發(fā)生缺陷,所以,對于鋁壓鑄模最低壓射速度應當為18m/s,相應的最大壓射速度不應當大于53m/s,平均的壓射速度應當為43m/s。
模具在具體使用過程當中,應當嚴格控制鑄造工藝流程。在工藝允許范圍之內,應當降低鋁液的澆鑄溫度與壓射速度,有利于提升模具預熱溫度。
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