壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的三大要素之一。正確合理的壓鑄模具制作結(jié)構(gòu)是壓鑄件順利生產(chǎn)的前提,對保證鑄件質(zhì)量(機(jī)器合格率)起著重要的作用。
由于壓鑄工藝的特點(diǎn),正確選擇各種工藝參數(shù)是獲得高質(zhì)量鑄件的決定性因素,而壓鑄模具是正確選擇和調(diào)整各種工藝參數(shù)的前提,模具設(shè)計(jì)本質(zhì)上是壓鑄生產(chǎn)中可能因素的綜合反映。壓鑄模具制作設(shè)計(jì)合理,實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題少,鑄件合格率高。相反,模具設(shè)計(jì)不合理。例如,包裝的動態(tài)固定的模具基本上是相同的在鑄造設(shè)計(jì),澆注系統(tǒng)主要是在固定模具,并生產(chǎn)在南壓鑄機(jī)可以養(yǎng)活不了穿孔后注入,所以鑄件不能正常生產(chǎn),鑄件已粘在固定模具上。雖然模具型腔的光潔度很亮,但由于型腔深,仍然粘在模具上。在模具設(shè)計(jì)中,必須全面分析鑄件的結(jié)構(gòu),熟悉壓鑄機(jī)器的操作過程,了解壓鑄機(jī)的可能性和調(diào)整工藝參數(shù),掌握包裝特征在不同的情況下,并考慮到模具加工方法、鉆孔、并固定成型,設(shè)計(jì)出一種實(shí)用、符合生產(chǎn)要求的模具。
起初,據(jù)說金屬液的充填時(shí)間很短,金屬液的具體壓力和流量非常高,這是非常不利于壓鑄模具的工作條件,加上交變應(yīng)力的影響的冷和熱激發(fā),對模具的使用壽命有很大影響。
模具的使用壽命通常指壓鑄模具的數(shù)量(包括廢物的數(shù)量在壓鑄生產(chǎn))通過精心設(shè)計(jì)和制造,在正常使用條件下,結(jié)合良好的維修和維護(hù)自然傷害,才能不再被修復(fù),報(bào)廢。
在實(shí)際生產(chǎn)中,模具失效主要有三種形式:(1)熱疲勞裂紋損傷失效;(2)分裂失敗;(3)腐蝕失效。
導(dǎo)致模具失效的因素有很多,無論是外部因素(案例是否澆注溫度、模具預(yù)熱、水基涂料噴涂量多少、尺寸匹配、高壓壓鑄、壓鑄機(jī)噸位閘門開啟不過快、冷卻水與壓鑄生產(chǎn)同步、高、低的類型和成分、鑄件尺寸形狀、壁厚、尺寸、涂層類型等)。也有內(nèi)部原因(如模具本身的冶金質(zhì)量、鋼坯的鍛造工藝,模具結(jié)構(gòu)的合理性設(shè)計(jì),澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力模具機(jī)(電動處理)、模具的熱處理工藝,包括各種匹配精度和平滑度要求等)。
如果模具出現(xiàn)早期失效,就要找出內(nèi)因或外因,以便日后改進(jìn)。
(1)模具熱疲勞開裂失效
壓鑄生產(chǎn),模具一次又一次的寒蟬效應(yīng)熱成形表面和內(nèi)部變形,彼此出現(xiàn)反復(fù)循環(huán)熱應(yīng)力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷和失去彈性,導(dǎo)致微裂紋的出現(xiàn),并繼續(xù)擴(kuò)大,一旦裂紋擴(kuò)大,流體底辟和熔融金屬,而重復(fù)的機(jī)械應(yīng)力加速了裂紋的擴(kuò)展。
因此,一方面在壓鑄開始時(shí)必須對模具進(jìn)行充分預(yù)熱。此外,模具在壓鑄過程中必須保持在一定的工作溫度范圍內(nèi),以避免早期開裂失效。同時(shí),確保模具生產(chǎn)制造前的內(nèi)部原因沒有問題。由于實(shí)際生產(chǎn)中模具失效多為熱疲勞開裂失效。
(2)骨折失敗
注射力的作用下,模具將在最薄弱的地方,尤其是標(biāo)志標(biāo)志或電處理標(biāo)志在成型模具沒有拋光,表面或形成清晰的角落將首先出現(xiàn)細(xì)裂縫,當(dāng)有脆性階段或粗粒邊界,也就是說,容易斷裂。脆性斷裂時(shí)裂紋擴(kuò)展非??欤@是模具斷裂失效的一個(gè)非常危險(xiǎn)的因素。為此,一方面模具表面任何劃痕、電加工痕跡都必須進(jìn)行打磨,即使是在澆注系統(tǒng)中,也必須進(jìn)行打磨。另外,模具材料的使用要求強(qiáng)度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性好。
(3)融化失敗
如前所述,常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金,以及純鋁壓鑄。Zn、Al和Mg是活性較強(qiáng)的金屬元素,它們與壓鑄模具材料有很好的親和力,特別是Al容易咬死模具。模具硬度越高,耐蝕性越好,成型表面若有軟點(diǎn),耐蝕性就越差。但在實(shí)際生產(chǎn)中,腐蝕只發(fā)生在模具局部,如內(nèi)澆口零件(芯、型腔)的直接侵蝕容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,而硬度較軟的鋁合金則容易出現(xiàn)粘?,F(xiàn)象。