公司常用金属材料特性及热处理.ppt

* 5 模具零件失效原因分析 材質 模具失效 鋼內疏鬆 化學成份偏析 帶狀組織 鋼的鈍靜度差 帶狀(網狀)碳化物 球化退火質量不好 熱處理 回火次數不當 硬度不當 淬火溫度不當 加熱速度不當 冷卻速度不當 保溫時間不當 爐內气份不當 機械加工 表面粗造度差 連結角半徑過小 磨削損傷 電加工質量差 加工應力未除去 尺寸精度差 設計 材料纖維取向不合理 硬度不合理 選材不當 配合精度不當 有尖角 連結角半徑過小 厚薄壁差大 操作 模具預熱溫度不當 終鍛溫度偏低 冷卻條件不當 壓鑄溫度不當 (熱鍛溫度) 潤滑條件差 去應力次數少 設備狀況不好 模具安裝不當 5.1 模具失效特征 一、冷作模具失效特征: 斷裂失效/ 磨損失效/疲勞失效/塑性變形。 二、熱作模具失效特征: 1. 熱磨損: 主要是模具與被加工的紅熱金屬坯料之間的摩擦得不到潤滑，被紅熱的金屬坯料氧化，型腔表面層被回火軟化，而氧化又加劇了磨損,形成無數的摩擦溝痕。 2. 冷熱疲勞: 占失效模具總數的60~70%。冷熱疲勞是模具表面經受反復加熱和冷卻所產生的應力引起疲勞的結果。 3. 腐蝕: 在高溫下受到流體金屬的物理和化學作用，在壓鑄模具表面產生的腐蝕--表面平整，棱角變鈍，嚴重影響鑄件的幾何形狀、尺寸精度和表面質量。 4. 斷裂失效: 在壓鑄模當中約占5~10%左右。 5. 塌陷 模具在服役過程中，模腔型面變形下塌，使加工零件呎寸超差，從而造成模具失效。 A 材質 材質錯誤: (1)造成熱處理工藝不當，熱處理后硬度不足;組織過熱、過燒致使工件報廢;(2)影響材質機械性能造成模具過早失效； 材料品質差：1材質化學成份與標準不相符；2成份偏析:嚴重共晶碳化物帶狀、網狀偏析、夾雜、液析等； SKH51試樣中部橫向金相照片(不合格) SLD高倍照片，較完好的魚骨狀共晶碳化物 (不合格) SLD共晶碳化物不均勻度1.5級(合格) SKH51共晶碳化物不均勻度2級(合格) 材質不良開裂案例 圖1 SLD模板表面開裂照片，裂紋長度 97mm 。 圖2 SLD模板側面照片，存在明顯磨削裂紋。 圖3 模板開裂附近金相圖片，共晶碳化物不均勻度為網系5.5級。 圖4 模板未開裂處金相圖片，共晶碳化物不均勻度為1.5級。 模板開裂的主要原因是材料內部碳化物分布嚴重不均材質不良所致，而磨削工序進給量過大，亦起促進作用。 B.模具結構設計与熱處理: 還須注意其熱處理工藝性，因模具斷面尺寸不均勻，形狀結構不合理(如尖角)等。將促成熱處理加工時。因強大的熱處理應力、組織應力雙重作用，而致使開裂之可能。 W/E加工時會打破原有應力平衡，應力重新分配時導致模板薄弱處發生開裂。 C .熱處理加工操作控制不當 YK30、SKS3模板校變形開裂檢討: 熱處理校正時間過長、回火前溫度(80℃)偏低、存 在回火不及時之疑點; 材質經質量追溯均存在質量缺陷。 SLD結構復雜件加工中開裂異常原因: 工件結構不對稱且直角太多； 冷卻模式選擇不當且工件出油溫度過低； 壓變形時機控制不當； 回火不及時及回火入爐溫度過高(450℃)。 裂紋 基體組織 高溫回火燒傷層 二次淬火 燒傷層 D 研磨加工的影響 E.線切割(W/E)及放電(EDM)加工的影響: 金屬表面快速熔化及凝固，形成硬度、組織及性能異常的變質層,最深可達0.1mm ,該變質層模具使用壽命將產生較大影響。 模具材料與熱處理網址: 10.151.7.108/moldsys 壓 鑄(鎂/鋁/鋅) 利用高壓強制將金屬溶液壓入形狀復雜的金屬模內的一种精密鑄造方法 呎寸公差小;表面精度高;較其它鑄造強度高;大量生產,節省成本 合金受限制;設備費用高;鑄件氣密性差 第五章 壓鑄鎂合金 1 AZ91D特性 2 鎂合金的優勢 3 鎂合金的應用 4 耐鹽水腐蝕性 5 鎂組織形態 6 存在的問題 1.1 鎂合金特性 ? 熔液的流動性良好,可以鑄造薄壁之鑄件,但有高溫脆性,容易破裂,壓鑄性不良,若與鋁合金壓鑄件利用同樣的條件鑄造會形成嚴重的破裂;同時因熱膨脹系數大,太高模具溫度,易在肋部發生表面收縮. ? 由于熔液甚易氧化,且接觸空氣會引起燃燒,需加以保護,防止合金在675度以下之氧化. ? 鎂合金的切削性非常好,可以高速切削 ? 耐蝕不良,特別是在潮濕空