2020-08-19
模具的壽命自然與鋼材的質(zhì)量有關。但如果使用不當,就算再好的鋼材也不能保證有好的壽命。從熱處理到壓鑄生產(chǎn),溫度都是壓鑄模具壽命長短的決定因素之一。
1. 熱處理溫度與材料
從以上的圖線可知,材料要求硬度越高,則淬火的溫度就越高,韌性越低,回火的溫度就越低。
回火的重要作用之一,就是消除淬火鋼中的殘余應力。回火溫度愈高,則淬火應力的消除愈徹底,鋼的塑性也增大。當然,淬火鋼的硬度也會隨之降低。所以,在決定模具材料硬度的時候,不要只是考慮為了防止沖蝕而把硬度要求提到最高,而是應該充分考慮模具結(jié)構的應力問題,并根據(jù)實際情況適當?shù)挠捕戎到档鸵稽c。因為沖蝕還可以通過表面氮化、被覆、改善澆注系統(tǒng)、調(diào)整壓鑄工藝等一系列方法來解決。反之,如果因為應力集中,過早出現(xiàn)模具開裂而造成的損失會更大。
1.溫度與材料結(jié)構
鋼材在熱處理或壓鑄生產(chǎn)的時候,具有截面急劇變化的工件或者有尖銳槽口的工件都易于產(chǎn)生淬火裂紋。
熱處理的工藝過程都要經(jīng)過加溫和冷卻來實現(xiàn)。工件的尺寸和形狀不同,必然影響受熱加溫和冷卻散熱的狀況。
在工件的槽口處易于造成應力集中現(xiàn)象,槽口處的應力值往往幾倍于其他截面處的平均應力值。槽口處的圓角半徑愈小,則顯現(xiàn)應力集中的現(xiàn)象愈嚴重(如A、B圖)。在尖銳棱角處也是最易于形成應力集中的地方(如C圖)。應力集中區(qū)域能顯著地降低鋼的塑性,也更容易造成開裂和引起早起疲勞破斷。模具結(jié)構出現(xiàn)這種情況,一般都是因為產(chǎn)品結(jié)構造成的。所以,在產(chǎn)品設計的初期,就要認真考慮如何避免或減少應力的產(chǎn)生。
壓鑄生產(chǎn)的過程,也是讓材料經(jīng)過不斷反復的受熱加溫和冷卻散熱的過程。如果受熱升溫與冷卻散熱后的溫差越大,則應力集中的地方就越早出現(xiàn)開裂和疲勞破斷。
由于應力,壓鑄200模次就出現(xiàn)裂紋
2.溫度與材料性能
上圖所示,材料的熱強度隨溫度的升高而降低,到了臨界值,更是急劇下降。生產(chǎn)中,溫度升高主要來源于壓鑄液體的流量及填充動能轉(zhuǎn)變成的熱能。所以,料液溫度過高和填充速度過快,都會引起型腔表面的熱強度降低,從而加快了材料的沖蝕、粘膜、龜裂等讓模具失效的狀況出現(xiàn)。因此,在保證壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,盡量采用相對低溫的料液和慢速填充,是延長模具壽命的有效方法。
除了通過熱處理的回火將會完全或最大限度減少應力的產(chǎn)生,通過對填充和排溢澆注系統(tǒng)也能降低生產(chǎn)時的阻力。所以,澆注系統(tǒng)的設計也是一項溫度控制的技術,而熱處理就更不用說了。由此說明,溫度控制對模具壽命是多么的重要!
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