壓鑄模失效的形式和產(chǎn)生的原因

龜裂：

以鋁壓鑄模為例，壓鑄時(shí)，鋁液澆注溫度一般在620-720℃。在鋁液噴射充填型腔時(shí)，型腔表面接觸到鋁水后，其溫度急劇上升到接觸到的鋁水溫度，可以上升到500~700℃，導(dǎo)致模具內(nèi)外層溫度梯度增大，形成熱應(yīng)力。即型腔表面受熱膨脹后模具鋼晶粒彭脹變大，晶粒之間承受極大的擠壓變形應(yīng)力；同時(shí)晶粒之間的距離增大而相互移動錯位，晶粒之間又存在牽扯拉伸應(yīng)力。開模后頂出鑄件，當(dāng)型腔表面接受到噴涂的水劑脫模劑時(shí)溫度急劇下降，可以下降到100~300℃。型腔表面受到冷卻收縮后，模具鋼晶粒之間距離需要變小而相互拉伸；晶粒相互移動錯位，同樣承受牽扯拉伸變形的應(yīng)力。由于模具溫度變化的比較大，模具表面交替地承受到擠壓和拉伸應(yīng)力的反復(fù)作用。當(dāng)這種熱冷伸縮的交變應(yīng)力長期頻繁的反復(fù)循環(huán)時(shí)，使模具表面積累的應(yīng)力越來越大，使模具型腔的金屬表面出現(xiàn)疲勞，導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)損傷和喪失韌性，強(qiáng)度和硬度降低，塑性也下降,當(dāng)應(yīng)力超過材料的疲勞極限時(shí)，模具表面破裂產(chǎn)生脆性裂紋，即熱疲勞裂紋。裂紋通常呈現(xiàn)細(xì)條線網(wǎng)狀，徐稱龜裂。微裂紋的出現(xiàn)后，繼續(xù)擴(kuò)展，一旦裂紋擴(kuò)大，就會有熔融的金屬液擠入，加上反復(fù)的機(jī)械應(yīng)力作用會使裂紋加速擴(kuò)展，導(dǎo)致模具早期龜裂失效。70％以上的模具失效報(bào)廢，都是因?yàn)闊崞诙斐傻?/span>

模具型腔表面的內(nèi)澆口區(qū)域是受熱傳導(dǎo)最集中、模具溫度最高，經(jīng)受熔融金屬的沖蝕最強(qiáng)，摩擦阻力最大的區(qū)域；以及鑄件壁厚厚大冷熱交變最劇烈的區(qū)域，模具最易產(chǎn)生裂紋，形成龜裂。對策是：對于這些位置，要在模具上設(shè)計(jì)出通水的通道用水降低模具的溫度，這樣不但可以降低模具受熱后的溫度，還可以減少每模壓鑄后模具處于高溫的時(shí)間。

模塊開裂 是由于模具在短時(shí)間內(nèi)熱應(yīng)力及機(jī)械應(yīng)力過載而引起的模具整體破損。一般都是模具承受的熱應(yīng)力和機(jī)械力不合理，并且模具鋼的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于正常的強(qiáng)度要求時(shí)才會出現(xiàn)整體開裂等大的裂紋。

模塊碎裂 碎裂失效在壓射力和熱應(yīng)力的作用下，模具會在最薄弱處萌生裂紋，尤其是模具成型面上的劃線痕跡或電加工痕跡未被打磨光，或是成型面根部的清角處均會最先出現(xiàn)細(xì)微裂紋，當(dāng)晶界存在脆性相或晶粒粗大時(shí)，更容易斷裂。而脆性斷裂時(shí)裂紋的擴(kuò)展很快，這對模具的壓鑄模失效的形式和產(chǎn)生的原因

碎裂失效是很危險(xiǎn)的因素。為此，一方面凡模具面上的劃痕、電加工痕跡等必須打磨光，即使它在澆注系統(tǒng)部位，也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強(qiáng)度高、塑性好，沖擊韌性和斷裂韌性也要好。

 化學(xué)腐蝕：金屬熔液與鐵互相擴(kuò)散、腐蝕，并形成金屬間化合物，使模具表面出現(xiàn)麻點(diǎn)。模具遇水在大氣中也會自然氧化生銹。

機(jī)械磨損和沖蝕：金屬熔液在型腔中流動時(shí)使模具產(chǎn)生沖刷的機(jī)械磨損。

熔融粘著熔損侵蝕：鋅、鋁、鎂、銅合金與模具材料都有較好的親和力，特別是Al親和力最大。當(dāng)模具硬度較高時(shí)，則抗粘蝕性較好，而成型表面若有軟點(diǎn)，則對抗蝕性不利。但在實(shí)際生產(chǎn)中，溶蝕僅是模具的局部地方，例內(nèi)澆口直接沖刷的部位的型芯、型腔易出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象，以及硬度偏軟處易出現(xiàn)鋁合金的粘模。當(dāng)模溫過熱時(shí)，提高了鋁水與模具材料的親和力容易產(chǎn)生粘模，粘模的金屬熔液附著在模具型腔表面，產(chǎn)品脫模時(shí)磨損、拉傷帶走型面表層的金屬，使型腔表面出現(xiàn)溶蝕缺損。

模具壓陷：是因?yàn)槟＞邚?qiáng)度、硬度不足或金屬飛邊碎屑粘附著在模具表面，受到鎖?；虿逍緣毫ψ饔檬鼓＞弋a(chǎn)生的塑性變形。

從以上得知，致使壓鑄模失效的主要形式是：①熱脹冷縮的交變應(yīng)力，長期頻繁的反復(fù)循環(huán)，在模具表面出現(xiàn)熱疲勞龜裂裂紋；②由于熱應(yīng)力及機(jī)械應(yīng)力引起的模具整體開裂、破損；③在壓射力和熱應(yīng)力的作用下，模具會在強(qiáng)度最薄弱處萌生裂紋，使型腔碎裂；④化學(xué)腐蝕、機(jī)械磨損、沖刷侵蝕、熔損侵蝕造成的模具侵蝕；⑤受到鎖模、插芯壓力和充填壓力作用使模具產(chǎn)生的塑性變形。這些模具失效缺陷出現(xiàn)的原因是復(fù)雜多樣的，下邊從實(shí)際應(yīng)用方面探討一些提高壓鑄模具壽命的具體措施。

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