2020-08-19
模具的壽命自然與鋼材的質(zhì)量有關(guān)。但如果使用不當(dāng),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(yīng)力?;鼗饻囟扔撸瑒t淬火應(yīng)力的消除愈徹底,鋼的塑性也增大。當(dāng)然,淬火鋼的硬度也會(huì)隨之降低。所以,在決定模具材料硬度的時(shí)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(yīng)該充分考慮模具結(jié)構(gòu)的應(yīng)力問題,并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)挠捕戎到档鸵稽c(diǎn)。因?yàn)闆_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?yàn)閼?yīng)力集中,過早出現(xiàn)模具開裂而造成的損失會(huì)更大。
1.溫度與材料結(jié)構(gòu)
鋼材在熱處理或壓鑄生產(chǎn)的時(shí)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(shí)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(yīng)力集中現(xiàn)象,槽口處的應(yīng)力值往往幾倍于其他截面處的平均應(yīng)力值。槽口處的圓角半徑愈小,則顯現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象愈嚴(yán)重(如A、B圖)。在尖銳棱角處也是最易于形成應(yīng)力集中的地方(如C圖)。應(yīng)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(gòu)出現(xiàn)這種情況,一般都是因?yàn)楫a(chǎn)品結(jié)構(gòu)造成的。所以,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期,就要認(rèn)真考慮如何避免或減少應(yīng)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(fù)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(yīng)力集中的地方就越早出現(xiàn)開裂和疲勞破斷。
由于應(yīng)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(qiáng)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(dòng)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(huì)引起型腔表面的熱強(qiáng)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(duì)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(huì)完全或最大限度減少應(yīng)力的產(chǎn)生,通過對(duì)填充和排溢澆注系統(tǒng)也能降低生產(chǎn)時(shí)的阻力。所以,澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)溫度控制的技術(shù),而熱處理就更不用說了。由此說明,溫度控制對(duì)模具壽命是多么的重要!
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