第10章压铸模材料与模具寿命.ppt

课程名：压铸模设计书名：压铸工艺与模具设计 2013年4月 李成凯 复习回顾： 1.推出机构的组成和分类 2.简单推出机构的动作过程 3.推出机构的设计方法 4.推出机构的复位 第10章 压铸模材料与模具使用寿命 1.压铸模零件的材料选择及热处理要求 2.压铸模的失效分析 3.压铸件的缺陷分析与排除措施 第10章 压铸模材料与模具使用寿命 10.1 压铸模材料选择和热处理要求 压铸模的使用寿命与压铸模的材质密切相关。压铸模零、 部件主要分为与金属液接触的零部件、滑动配合零部件和模 架结构零件。压铸模型腔与流道等部件在金属的压力铸造生 产过程中，直接与高温、高压、高速的金属液相接触。一方 面受到金属液的直接冲刷、磨损、高温氧化和各种腐蚀。另 一方面由于生产的高效率，模具温度的升高和降低非常剧烈， 并形成周期性的变化。因此，压铸模的工作环境十分恶劣。 所以，在选择压铸模的材料时就应当予以注意。 对选择压铸模的材料要求如下。 ①具有良好的可锻性和切削性。 ②高温下具有较高的红硬性、高温强度、抗回火稳定性和冲击韧度。 ③具有良好的导热性和抗疲劳性。 ④具有足够的高温抗氧化性。 ⑤热膨胀系数小。 ⑥具有高的耐磨性和耐蚀性。 ⑦具有良好的淬透性和较小的热处理变形率。 10.2 影响压铸模使用寿命的因素 压铸模的损伤形式主要有粘模、腐蚀、侵蚀和热裂，这些损伤的特征与应力有关。而热裂的概率大，是模具损伤和失效的主要因素。应力则是产生热裂的主要原因，因而考察应力产生的原因并提出改进的措施可以提高压铸模的使用寿命。 10.2.1 压铸模制造过程中产生的应力（5条） 这类应力根据加工类型分为冷加工和热处理所产生的应力。 1.冷加工时产生的应力 冷加工时产生切削应力，这种应力可通过中间退火消除。 2.磨削时产生的应力 （淬火钢磨削时易出现以下三种情况。） ①磨削应力。由于磨削时产生应力，生成摩擦热，引起钢的表层强度下降，当这种应力超过钢的强度时，就会产生裂纹，如图10-2所示。 ②产生软表层。由于摩擦热，使钢的表层回火甚至过回火(超过回火温度)和脱碳，从而生成一软表层，降低了热疲劳强度，容易导致热裂。 ③磨削加工时，总会在压铸模型腔表面产生磨削应力，从而降低了有用的疲劳强度，也会导致早期裂纹。 3.电火花加工的影响 在成型零件进行电火花加工时，其表面产生一富集电极元素和电介质元素的脆而硬的白亮层。 4.模具表面粗糙度的影响 模具表面的尖棱角不加修整，会产生应力集中，降低疲劳强度，从而导致过早热裂。 5.热处理时产生的应力 热处理在压铸模制造中，往往被看成是决定性的阶段。 10.2.2 压铸模浇注过程中的应力 在压铸时压铸模同时受到各种形式的冲击，如热、机械、化学和操作冲击，这些都是产生应力的根源。 10.2.3 模具损伤的其他原因 模具型腔表面受力不均匀，受力大的部位由于过度变形，易产生裂纹。由于粘模，残屑在模具上没有得到彻底清除，往往在合模时模具表面只与这些残屑接触。则机器的全部锁模力集中在与残屑接触的局部面积上，这些区域的压力可能超过模具材料的强度，引起锤击硬化或产生裂纹。 提高压铸模使用寿命的措施 为了提高压铸模的使用寿命，从以下几方面加以考虑： (1)压铸件的设计； (2)压铸模的设计； (3)模具的加工质量。 压铸件的缺陷分析与排除措施 1.影响压铸件质量的因素 影响压铸件质量的因素是多方面的，主要有压铸机性能的稳定性，压铸工艺参数的选用、合金的成分及熔炼工艺、涂料的使用，模具结构的合理和制造质量。 与模具有关的影响铸件质量的因素如下： (1)成型零件的精度、表面质量和强度、刚度； (2)横浇道的形式和截面面积； (3)内浇口的截面面积和内浇口的开设、位置设计； (4)排溢系统； (5)浇注温度和模具温度。 2.压铸件的缺陷分析及排除措施（13项） (1)流痕 流痕是首先进入模腔的熔融合金，形成一个极薄而不均匀的金属层， 被后来的熔融合金所弥补留下的痕迹。 (2)冷隔 冷隔是温度较低的金属流相互对接但未融合而出现的缝隙。它呈规则 的线形，有穿透和不穿透的两种，在外力作用下有发展趋势。 (3)凹陷 凹陷是铸件平滑表面上出现凹瘪的部分，其表面呈自然冷却状态。 (4)气泡