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    鋁合金壓鑄件模的失效模式

    發表時間:2018年03月20日【

     汽車業的蓬勃發展以及輕量化的需要,使鋁合金壓鑄件正在向大型化和復雜化方向快速發展。壓鑄模作為壓鑄生產的主要裝備,是實現壓鑄件優質高效生產的基本保證,其壽命直接影響到鑄件的質量、產量以及企業的生產成本和市場競爭力。目前,與國外 國家相比,我國的鋁合金壓鑄模壽命偏低,成為制約壓鑄業進一步發展的主要因素之一。鑄鋁件廠家


      1、鋁合金壓鑄模的工作環境
      鋁合金壓鑄模作為承受高溫、高壓、高速鋁液的載體,其工作環境極為惡劣。工作時型腔表面受鋁液的反復沖刷,其比壓多在40MPa以上,內澆道速度為30~65m/s,模具型腔表面瞬間溫度可達600℃以上,而開模后由于噴涂等原因造成模具型腔表面溫度急劇下降。這種急熱急冷的交替作用在壓鑄循環中重復出現,使得模具型腔表面溫度變化劇烈。
      2、壓鑄模的失效模式及分析
      根據現場統計發現,壓鑄模常見的失效形式有:龜裂、開裂、沖蝕、粘附和變形等。其中龜裂、開裂、沖蝕和粘附主要發生在模具型腔表面。
      (1)龜裂:在每個壓鑄循環過程中,由于存在著劇烈的熱交換,模具溫度變化劇烈,由此產生的熱應力導致模具型腔表面產生熱疲勞,形成微裂紋。隨著壓鑄循環次數的增加,微裂紋進一步擴展,形成龜裂。這是壓鑄模失效的主要模式。
      (2)開裂:在壓鑄生產中,除了熱應力外,由于鋁液的高壓沖擊,在模具內部還產生了其它應力。當這些應力超過模具材料的疲勞極限時便產生了開裂,特別是容易產生應力集中的尖角部位,開裂的可能性更大。此外,如果模具加工過程中產生的應力沒有被徹底消除,則模具更易開裂。
      (3)沖蝕:鋁液高速充填型腔時摩擦生熱,使得在模具型腔表面朝向內澆道處的區域的表面溫度高,加上受到鋁液的猛烈沖擊,因此該部位的表面保護層容易被破壞。鋁液進一步與裸露的金屬基體發生反應,生成較硬的化合物。在去除這些化合物的過程中,易帶走基體材料,并暴露出新鮮表面,如此周而復始,加劇了型腔表面的損壞,形成嚴重的沖蝕。
      (4)粘附:壓射時,型腔表面的瞬間溫度在600℃以上,此時模具材料與鋁液的親和力大,粘附力強,易形成型腔粘附。
      (5)變形:在壓鑄過程中,壓鑄模承受鎖模力、壓射反壓力等多種應力的作用,如果模板剛度不夠,模具則在這些應力的長期作用下產生彎曲變形。
      (6)運動障礙:在壓鑄生產中,由于模具內外溫差大,導致模具上各部分的熱變形量不同。不同的熱變形量導致模具各零件尺寸的不同變化,從而改變了模具零件相互之間的配合關系。這種配合關系的改變可能會使得有相對運動的模具零件產生明顯的運動障礙。

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