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如何有效提高壓鑄模具的壽命(下)

來(lái)源: 譽(yù)格壓鑄    人氣:1738    發(fā)布時(shí)間: 2023-02-14 

3.6模具高能量密度表面強(qiáng)化處理

高能量密度表面強(qiáng)化是材料表面施加極高的能量,使之發(fā)生物理化學(xué)變化

,以達(dá)到強(qiáng)化的目的
。其主要特點(diǎn)是:工序簡(jiǎn)單
,過(guò)程迅速
,零件變形小
,生產(chǎn)效率高
。其中以采用電火花表面強(qiáng)化工藝乃是一項(xiàng)減少表面沖蝕
,防止金屬與模面咬合,提高使用壽命的有效途徑之一
。其原理系利用脈沖電路的充分放電原理
,將硬質(zhì)合金制成的電極(Y68),接通電源的正極
,金屬工件接通電源的負(fù)極
,二者在空氣中作周期性地接觸,引起氣隙放電
,形成火花與高溫
。在高溫作用下,碳化鎢從電極上升華釋放,在工件的表面產(chǎn)生并完成一系列包括:重熔
,沉識(shí)
,擴(kuò)散、化合及淬硬的過(guò)程
,使被涂復(fù)的工件表面形成一層成分均勻
,結(jié)構(gòu)致密,高硬度的碳化鎢沉積層
。強(qiáng)化層與基體結(jié)合牢固
,耐沖擊,不剝落
。強(qiáng)化處理時(shí)
,放電點(diǎn)極小,時(shí)間短
,無(wú)退火及變形
。經(jīng)強(qiáng)化后的模具,無(wú)論在耐熱性
,耐蝕性,紅硬性及耐磨方面
,都有很好的成效

國(guó)外出現(xiàn)的一種氧氮表面擴(kuò)散法即模具在真空下,在5400C溫度下加熱4小時(shí)

,并通入氨氣
,接著添加丙烷及二氧化碳,直到形成0.03毫米深度的氧化鐵
,氮化鐵及碳化鐵為止
,經(jīng)600℃溫度處理后,其表面硬度達(dá)到HV750
。在氮化處理方面
,以氣體軟氮化為最好,經(jīng)處理后的模具有較高的表面硬度
,耐磨性及沖擊韌性
。其化合層致密,提高了模具抗擦傷
,抗咬合
,抗粘模和耐腐蝕能力。此外氣體軟氮化的生產(chǎn)周期短
,易返修
、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。

3. 7采用良好的操作規(guī)范

操作規(guī)范中首要的問(wèn)題是生產(chǎn)前模具的預(yù)熱

。模具中應(yīng)力的大小與模具的溫度梯度成正比
,因此適當(dāng)?shù)靥岣哳A(yù)熱溫度是能夠理解的。但是過(guò)高的預(yù)熱溫度使型腔的表面接觸溫度也高
,有損材料的屈服強(qiáng)度
,對(duì)模具的抗熱疲勞性能是不利的。此外模具在服役過(guò)程中
,始終保持處于熱平衡狀態(tài)
,己成為提高模具壽命,增加生產(chǎn)效率和保證鑄件的致密性方面的重要手段:對(duì)于冷卻水道的布置以及熱油加熱
、冷卻控制設(shè)備的應(yīng)用
,首先以測(cè)出模具溫度場(chǎng)的分布作為依據(jù)。采用熱電模似法測(cè)出等溫線的分布規(guī)律仍有其實(shí)用價(jià)值
,它是在熱電物理現(xiàn)象彼此相似的理論基礎(chǔ)上而被采用的
。在穩(wěn)定的條件下,也就是說(shuō)
,在溫度場(chǎng)中的溫度與電場(chǎng)中的電位不隨時(shí)間變化的條件下
,固體的導(dǎo)熱現(xiàn)象與直流電路中導(dǎo)體的導(dǎo)電現(xiàn)象,都可以用同一個(gè)拉普拉斯微分方程式描述
。根據(jù)相似理論
,如果兩種不同的物理現(xiàn)象,都可以用一個(gè)微分方程式描述
,并且實(shí)現(xiàn)邊界條件
,幾何條件與物理量相似,如電場(chǎng)中的電壓
、電阻
,電流與溫度場(chǎng)中的溫差、熱阻
、熱流彼此相似
,那么就可以在電模型上模擬熱原件上的傳熱現(xiàn)象出來(lái),對(duì)生產(chǎn)起到指導(dǎo)性作用
。操作過(guò)程中的節(jié)奏性和連續(xù)性
,再加上模具溫控裝置的配合使用,都可為保持模具最佳的熱平衡狀態(tài)創(chuàng)造條件

如何有效提高壓鑄模具的壽命(下)

3.8保證壓鑄模具的加工質(zhì)量

壓鑄模具在磨削加工過(guò)程中由于砂輪的不夠鋒利

,引起摩擦熱,會(huì)引起表面出現(xiàn)磨削裂紋
。此外由于磨削應(yīng)力的存在
,也會(huì)降低壓鑄模具的熱疲勞能力

型腔表面,特別是澆道表面光潔度不高或者型面有少量擦傷及劃線痕跡處

,都是裂紋源
。模具鑲塊與套板之間的配合精度選用不當(dāng),或者由于過(guò)松影響熱傳導(dǎo)效率或者由于過(guò)緊
,產(chǎn)生予應(yīng)力而使套板碎裂
。模具與機(jī)器之間安裝精度,包括平行度與垂直度
,皆可能影響導(dǎo)向件的過(guò)早磨損
。對(duì)于用電火花加工的模具應(yīng)用日廣的今天,在加工過(guò)程中
,由于局部高溫形成表層下的回火區(qū)
。該區(qū)在組織上及化學(xué)成分與基體不同,硬度高
,再加上表面存在著殘余應(yīng)力
,加工后型面易形成細(xì)微裂紋,有必要進(jìn)行拋光處理

3.9 模具磨損后后道工序的處理

采用電火花碳化鎢表面強(qiáng)化工藝

,乃是一項(xiàng)減少表面沖蝕,防止金屬與模面咬合
,提高使用壽命的有效途徑之一
。此法既可作為修復(fù)模具的手段,也可在新模具正式投入使用前
,對(duì)型腔,型芯
,澆注系統(tǒng)部分工況條件特別差的部位
,進(jìn)行有選擇性的表面強(qiáng)化處理。國(guó)內(nèi)已設(shè)計(jì)并研制成功低壓等離子噴涂機(jī)組
,可將工件置于低壓真空條件下進(jìn)行等離子噴涂
,使工件獲得高強(qiáng)度,耐高溫
,耐腐蝕等特殊涂層

3.10采用相應(yīng)的輔助性措施加速壓鑄摸具生產(chǎn)

推廣壓鑄模具加工新技術(shù),以縮短生產(chǎn)周期

,乃是當(dāng)務(wù)之急

其中首推電火花加工,其優(yōu)點(diǎn)是:

1)不論何種材料

,只要是導(dǎo)電體
,也不論硬度有多高
,均能加工。

2)加工也可在熱處理后進(jìn)行

,基本上解決了變形問(wèn)題

3)有精度較高的表面,減少鉗加工工作量

4)壓鑄模具形狀愈復(fù)雜

,愈能體現(xiàn)出其優(yōu)越性。

5)復(fù)雜凹模不必采用鑲拼結(jié)構(gòu)

,而采用了整體
,節(jié)約了設(shè)計(jì),制造
,裝配工作量
,對(duì)于鑄件的外觀質(zhì)量也有保證。問(wèn)題是鏤蝕的速度較慢
,可采用先機(jī)械粗加工后進(jìn)行

型腔冷擠或溫?cái)D成型,能達(dá)到較高的表而光潔度

,流線沿輪廓分布
,不遭切割,型腔表面加工硬化
,提高了耐磨性

翻模法在以銅合金材料制成的鑲塊模具中仍不失為以數(shù)量頂住不斷損耗的方法。

陶瓷型精密鑄造法

,由于模具型腔表面的迅速冷卻
,晶粒及細(xì)小碳化物的均勻分布,與鍛鋼相比
,在抗彎強(qiáng)度
、耐磨性、熱穩(wěn)定性
、耐熱疲勞及裂紋擴(kuò)展性能以及壓縮條件下的彈性極限都好
,就是塑性及韌性較差,用于壓鑄模生產(chǎn)
,如在控制尺寸精度方面有所突破
,有其發(fā)展前景。

3 .11建立全面質(zhì)量管理制度

模具在生產(chǎn)及使用過(guò)程中貫徹執(zhí)行全面質(zhì)量管理獲得模具質(zhì)量信息的重要手段

,其中以PDCA四階段制卓著成效
。四階段制的具體內(nèi)容:

1)計(jì)劃(Plan)—充分調(diào)查模具工作條件進(jìn)行設(shè)計(jì),選材和制訂工藝

2)實(shí)施(Do)—根據(jù)設(shè)計(jì)

,通過(guò)冷熱加工工序
,制成模具;

3)檢(Check)通過(guò)模具成品檢驗(yàn)和使用中的考驗(yàn)

,檢查與分析模具是否符合使用要求

4)處理(Action)—根據(jù)檢查分析結(jié)果和使用者的意見,采取相應(yīng)措施

,同時(shí)把有關(guān)信息反饋到模具設(shè)計(jì)和加工部門
,保證下一次設(shè)計(jì)制造中得到充分反映。

全面質(zhì)量管理中另一個(gè)重要環(huán)節(jié)是建立模具技術(shù)卡片制

,日常記錄模具的生產(chǎn)對(duì)象
、工作條件,修復(fù)次數(shù)
、破壞形式及使用壽命
,摸索出失效的規(guī)律性。

保證生產(chǎn)的均衡性

,是從管理角度來(lái)說(shuō)的一個(gè)重要方面
,均衡生產(chǎn),能使每付模具的負(fù)荷保持均勻
,避免前松后緊或前緊后松現(xiàn)象
,這樣對(duì)于防止積壓和浪費(fèi)、縮短生產(chǎn)周期
,降低鑄件成本
,建立正常的生產(chǎn)秩序和保證安全生產(chǎn)各方面都是有利的。

3.12實(shí)現(xiàn)模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化中包括通用模架

,通用模座以及組合模具在內(nèi)
,這樣為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的快換摸具裝置創(chuàng)造條件。模具零部件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化后
,對(duì)減少設(shè)計(jì)工作量