文档介绍：---------------------------------作者:_____________-----------------------------日期::_____________模具论文压铸模具的寿命与失效摘要:本文结合工厂的压铸模具的实际失效情况,总结分析了压铸模的主要失效形式,系统地提出了分析压铸模具失效的方法和手段。从工程实用的角度提出了避免早期失效、提高模具寿命的方法。压铸是一种节能、低价、高效的金属成形方式。压铸件具有尺寸精度高,表面光洁,强度和硬度高的特点,一般不需要机械加工或稍经加工便可使用,适合批量生产。但是在使用过程中,由于各种原因压铸模容易失效。关键字:压铸模具失效提高寿命压铸模具的工作条件(1)与其他模具相比,压铸模具的工作条件十分恶劣,因不同被压铸的金属,要承受150MPa~500MPa很高压力的作用。(2)工作时,经常与300℃~1000℃的熔融金属接触,不同压铸合金的浇注温度见表1。且不断地反复加热和冷却,沿截面温度梯度很大。不同压铸合金地浇注温度(3)模具工作型腔收到150m/s~70m/s高速注入地熔融金属接触时,会产生严重地磨损。(4)型腔在液态金属冲刷和浸蚀作用下,易使金属粘着在模具型腔表面上(尤其是铝合金更为突出),甚至渗入模面或与模面金属发生化学变化而腐蚀模面。压铸模其他性能要求压力铸造可以铸出形状复杂、精度高、表面粗糙度小并且具有良好地力学性能的零件。所以,压铸模具应具有如下的性能要求: (1)较大的高温强度与韧度压铸模具受到熔融金属注入时的高温、高压和热应力作用,容易发生变形,甚至开裂。因此,模具材料在工作温度下应具有足够的高温强度与韧度,以及较高的硬度。(2)优良的高温耐磨性、抗氧化性与抗回火稳定性高温熔融金属高速注入模具和浇铸后脱模时,均产生较大的摩擦作用,为保证模具长期使用,模具在工作温度下应均有较高的耐磨性。大量连续生产的压铸模具,长时间处于一定温度作用下,应持续保持其高硬度,而且应不粘模及不产生氧化皮。因此,模具还应具有良好的抗氧化性与回火稳定性。(3)良好的热疲劳性能压铸模具表面反复受到高温加热与冷却,不断膨胀、收缩,产生交变热应力。此应力超过模具材料的弹性极限时,就发生反复的塑性变形,引起热疲劳。同事,模具表面长时间受到熔融金属的腐蚀与氧化,也会逐渐产生微细裂纹,大多数情况下,热疲劳是决定压铸模具寿命的最重要因素。(4)高的耐熔融损伤性随着压铸机的大型化,压铸压力也在增大,已从低压的20~30MPa,提高到高压150~500MPa。高温高压浇铸可产生明显的熔融损伤,模具应对此具有较大的抵抗力。为此,模具材料必须具有较大的高温强度,较小的对熔融金属亲和力,模具表明粗糙度要小,并附有适当的氧化模、氮化层等保护层,而不存在脱碳层。(5)淬透性好、热处理变形小一般压铸模具的制造方法是将退火状态的模具材料雕刻型腔,然后热处理,得到所需要的硬度,或将模具材料先进行热处理,得到需要的硬度,再雕刻型腔。先雕刻型腔后热处理的制造方法,有高的硬度和强度,不易产生熔损与热疲劳。无论用哪一种方法进行热处理,得到均一的硬度是必要的,所以要求淬透性好,特别是先雕刻型腔后进行热处理,要用热处理变形小的材料,这点对于尺寸大的模具尤为重要。(6)较好的被削性与磨削性压铸模型腔都经切削加工制成,所以模具材料应具有较好的被削性。必须指出,耐磨性好的材料,其被削性一般较差。许多模具钢就是如此,虽在退火状态,其基体部分还是较硬。再加坚硬的碳化物,一般切削困难。为获得较光滑的压铸件,要求模具型腔表面的粗糙度值小,所以对模具材料也应具有较好抛光性能。(7)材料内部组织均匀无缺陷模具材料的组织应均匀、无缺陷、方向性少、否则不仅影响模具的裂纹、强度、热疲劳性能,而且还影响热处理变形。压铸不同金属对模具硬度要求。压铸模材料的选用原则经上述分析及介绍可知,压铸模材料的选用原则是: 第一能满足被压铸材料工作条件的要求。第二根据被压铸零件的大小来决定模具尺寸,并考虑到生产批量. 第三按钢材的供应条件,应优先采用我国自产,并且冶金质量稳定的钢材。第四大、中型精密压铸模具,应选用加工工艺性能好、使用性能可靠和寿命长的钢种。压铸模具常见失效分析方法下面结合工厂实际情况分析了压铸模具的失效形式和失效机理。 1热裂热裂是模具最常见的失效形式,如图1所示。热裂纹通常形成于模具型腔表面或内部热应力集中处,当裂纹形成后,应力重新分布,裂纹发展到一定长度时,由于塑性应变而产生应力松弛使裂纹停止扩展。随着循环次数的增加,裂纹尖端附近出现一些小孔洞并逐渐形成微裂纹,与开始形成的主裂纹合并,裂纹继续扩展,最后裂纹间相互连接而导致模具失效。2整体脆断整体脆断是由于偶然的机械过载或热过载导致模具灾难性断裂。材料的塑韧性是与此现象相对应的最重要