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压铸模具产生裂纹现象
一、产生龟裂的原因（1）模具在压铸生产过程中温度偏高（****附加冷却系统）（2）模具在压铸生产过程中脱模剂喷洒不合理（3）模具热处理不理想，主要是硬度（硬度应不小于HRC--47）（4）模具钢材质不好，推荐使用8407或精练H13早期龟裂一般情况下是因毛坯锻打起锻温度过高（俗称过烧），过烧是一种不可补救的缺陷，因此应严格控制毛坯制造过程中的起锻温度，严格控制加热时间防止脱炭，材料选择好之后**是热处理了，在生产了一定的数量后注意去应力，还有**是设计合理，尽量避免应力的变化，大约1万模次的时候，模具要注意回火去应力，内力集中加工残余应力未去除压铸过程热应力未得到很好去除，总之龟裂**是应力集中，去除应力从而可以增加模具寿命。二、铝合金压铸模具在生产一段时间后龟裂的原因主要有以下几点：（1）模具温度偏高应力过大（2）模具模仁material使用8407，skd61（3）模具热处理硬度过高（4）定期保养，5k timesl回火，15k timesl回火，30k times三、预防压铸模龟裂问题，提高模具使用寿命，要做好以下几点：1、压铸模成型部位（动、定模仁、型芯）热处理要求硬度要****在HRC43~48（材料可选用SKD61或8407）2、模具在压铸生产前应进行充分预热作业，其作用如下：2.1使模具达到较好的热平衡，使铸件凝固速度均匀并有得于压力传递2.2保持压铸合金填充时的流动性，具有良好的成型性和提高铸件表面质量2.3减少前期生产不良，提高压铸生产率2.4降低模具热交变应力，提高模具使用寿命3、新模具在生产一段时间后，热应力的积累是直接导致模仁产生龟裂的原因，为减少热应力，投产一定时间后的模仁及滑块要去除热应力四、铝合金压铸模承受巨大交变工作应力，必须从模材，设计，加工，热处理及操作各方面加以注意，才能得到长的模具寿命，以下是要诀：1、高品质模材2、合理设计模壁厚及其它模具尺寸3、尽量采用镶件4、在可能条件下选用尽量大的转角R5、冷却水道与型面及转角的间距必须足够大6、粗加工后应去应力回火7、正确有热处理，淬火冷却足够快8、****打磨去除EDM变质层9、型面不可高度抛光10、模具型面应经氧化处理11、如选氮化，渗层不能太深12、以正确的方法预热模具至推荐的温度13、开始压铸5~10件应使用慢的锤头速度14、在得到合格产品的前提下尽量降低铝液温度15、不使用过高的铝液注射速度16、确保模具得到适当冷却，冷却水的温度应保持在40~50度17、临时停机，应尽量合模并减小冷却水量，避免再开机时模具承受热冲击18、当模型面在****温度时应关冷却液19、不过多的喷脱模剂20、在一定数量后的压铸后去应力回火21、**主要的原因**是温度过高，建议使用温度计在压铸过程中随时控制温度（铝合金压铸建议温度
2023-02-22 -
如何以提高模具寿命和防止模具损坏来降低模具成本
如何以提高模具寿命和防止模具损坏来降低模具成本？ 1.弹簧的寿命：弹簧的损坏是常见的，但是当使用的弹簧有足够的长度和强度时事故**很少，一般来说，弹簧可以被压缩其自由长度的25%。 2.可卸导正销：如果可能的话，导正销应做成可卸的，如图所示，以便于刃磨凸模。 3.刃磨的装置：这些垫块是用来在刃磨之后保持这两个凸模和其余凸模之间的相对长度的，设计者必需提供一些装置以适应属于本项的各种情况。 4.凸模固定板的厚度：凸模固定板必须有足够的厚度，特别是当凸模在卸料板上没有导向时尤其如此。直径是12.7mm（1/2寸）的凸模固定在厚度小于19.05mm（3/4寸）的固定板上是不恰当的。 5.凸模上端定位：为了周向定位，用一个穿过凸模头部的定位销比一半在凸模上端而另一半在固定板上的骑缝销钉要牢靠。 6.凸模固定板的材料：由于凸模固定板不淬硬，人们以为用任何材料都可以，其实不然，特别是需要精密镗孔时尤其是这样。应当选用******的工具钢，可以节省在座标镗床上镗孔的时间，并可获得较高的精度(45,55#)[对于精密模具，凸模固定板可采用国产的Cr12MoV或日本的SKD11]。 7.细长冲孔凸模的导向：对于细长的冲孔凸模，她的导向应尽可能地接近工件，这可在卸料板的底面装一块平板或用一个衬套来达到。这是刃模寿命虽然牺牲了一些，但却可使凸模在使用中不折断。 8.弹簧导正销:由于各种原因，导正销的后面有时需要放弹簧，这可避免在导正销不能导正时对模具的损坏。 9.在厚板材上冲小孔：将冲孔凸模固定在厚的固定板上，上端衬以垫板，并用卸料板上的衬套导向，可以在板厚比凸模直径大30-35%的材料上冲孔。但凸模上端的直径至少应为冲孔直径的两倍，凸模刃端长度只能是材料厚度的两倍左右，在这里是牺牲了凸模的寿命来换取凸模强度的。 10.凸模上端铆开的角度：铆开角锥度大约60度似乎****。 11.在凸模固定板上的淬火垫板：这种结构通常是必要的，它可使小凸模的端部不致因冲击而被打入上模座，否则凸模终将由于端布碎裂而被拉出。 12.凸模的固定：这种固定凸模的方法不需要铆钉和强行敲打，凸模与夹板间要放0.012mm的间隙,凸模采用压块固定。 13.坚固的不带导向的凸模：在大多数情况下，凸模在卸料板上****有导向. 14.凸模压入部分的磨削：所有凸模的压入部分都必须磨到适当的紧配合或过度配合，紧配合应足够紧，以免凸模因冲孔而脱出。压入部分上端有台肩的只要磨成滑配合即可，这样装拆时不会感到困难(一般都不采用这种结构,不利于拆装)。 15.模具架的导套和导柱：设计者应当对于有关的特殊模具的要求加以思考及提出意见，对于冲薄料的精密冲裁，特长的导套将有助于对准。通常四个导柱适合的，对每一种工作稍作一点研究**能确定什么是****的。 16.凹模的厚度与寿命：这是应当重视的问题，设计者应特别注意有些什么要求，以确定理想的厚度。 17.薄弱处凹模镶块：凹模所有薄弱的地方应做成镶块，在损坏时能经济地更换。 18.凸模寿命或长度：凸模做得短是减少模具成本的一个途径，长期生产的模具，凸模应足够长，须有1/2寸至1寸（12.7-25.4毫米）的长度供刃磨。但是，细弱的凸模必须做得短，以便有足够的强度。 19.弹簧销的孔：落料凸模淬火之前，****钻出一个通孔，在孔内可装一个弹簧销用来顶落工件 20.每一个冲件必需被推出：如在落料件上有一个弯曲的凸耳，设计者必须设计一个长的凸模，把每一个零件都推出去，如非必要，这是不值得推荐的。 21.用导正销定位是合理的：跳步模的成功在很大程度上取决于导正销，在下脚料上作出专门的定位销孔是适当的，但在大多数情况下会使成本稍微升高。 22.不符合材料纤维方向的弯型：设计者往往会在这个问题上出差错，紧记这点是必要的，因有时可能会造成很大的损失。 23.模具应有足够的区段：每一工步设分离区段是设计跳步模时一个要遵守的安全守则，当然，为了需要甚至可以做得比需要的更大一些。 24.模具应有一个缓冲垫块：当模具没有冲料时，模具意外的闭合过深会令致短的冲头和成型冲头损坏。为了避免这种情况，在模具的后部拧上一个或两个垫块，它的高度正好是模具底板到凸模凸模固定板之间的距离（模具闭合）。这也便于凸、凹模调整，把这些垫块装在价值昂贵和复杂的跳步模上也是一种好办法。 25.导正销的落料孔：由于偶然的错误进给，导正销将把冲下的料带入导正销孔中，所以，导销孔应全部作成通孔并带锥度，以便下脚料通过。 26.模具座中落料孔的合理结构：不能认为落料孔比废料稍大一点便可，冲件在冲完后会涨大、绊挂和带锲形，而在铸铁的模座上有些小气孔，形成一些小的凸台，它们会使这些废料停留堆积，如果的锥孔是光滑，没有凸台和凹坑，废料**决不会挤塞，如果有气孔的话，可以镶进一钢衬套。 27.紧靠的凸模：在卸料板上没有足够的空间以装入导向衬套时，**应设计一个镶块，若间隔要很****，孔位**必须在镶块淬火后用磨削来校正。 28.钢丝凸模：这种类型的凸模由制造小钻头的棒料制制成，端部要钝铆，用来冲制孔径是两倍厚的小孔，这些冲头应由卸料板上的衬套来导向。 29.冲孔凸模中的弹簧销子：同落料凸模的情况一样，在凸模上钻一个孔装如一根弹簧销，这在废料被带起并妨碍条料送进的情况下是适宜的。 30.带料的导向：当在冲****工步之前，材料的长度为料宽的两倍时，如有可能应做材料导向，轮子、弹簧以及各种结构都可以根据要求来采用。 31.使小孔的废料不被带回：这条说明适用于无法装弹簧销的小凸模，特别是冲硬材料时，废料常常有一个带料孔中的倾向，这样**很可能阻碍带料的进给。 如果孔的直径是材料厚度的2至3倍时，可以像钉子的尖头一样把冲头稍稍磨尖，**可以消除这种现象。 如果直径和料厚之比更小时，磨尖冲头也无所帮助的话，可缩小凸模和凹模之间的间隙，并把凹模的入口部分作成直孔，其长度大约是冲材料的两倍（没有斜度），若碰到真正难于解决的情况时**必须用不同的间隙通过实验的方法来确定合理的间隙，直到废料留在凹模里为止。
2023-02-22 -
确保模具质量 提高模具寿命需控制5个环节
要确保模具的质量，生产管理中的质量控制环节比较重要，可从以下几方面着手：1)有效管理的进行产品数据管理、工艺数据管理、图纸文档管理：进行有效的产品数据管理、工艺数据管理、图纸文档管理、可以****文件的全面性，图纸版本的一致性；使到图纸能达到有效共享和有效的查询利用。可以建立完整的文件管理计算机数据库，将设计部门积累的设计图纸、散落的、将以前分散、隔离的信息整理集中起来利用，预防由于设计图档，2d、3d混乱，原始、设变、维修版本混乱、3d模型和2d图纸数据的不一致，2d图纸设计的不规范、混乱而造成有问题不易被及时发现和及时纠正，造成模具要修改和返工，甚至作废，增加模具的制造成本，加长模具制造生产周期，影响纳期。2)保持模具图纸、加工工艺、和实物的数据的一致性和完整性：通过有效的、细致的、严格的检测手段，****模具图纸、加工工艺、和实物的数据的一致性和完整性。3)每套模具的设计、制造成本必须要做到及时汇总：通过有效控制车间的工作传票的开出，有效管理刀具的报废；通过****的模具结构设计、高效的模具零件加工和****的零配件检测，将有效的降低模具因设变、维修而带来的附加成本，从而获得每套模具的实际成本，有效地控制模具质量。4)统筹规划：将计划、设计、加工工艺、车间生产情况、人力资源等的信息有机地组织、整合在一起进行统筹，从而有效协调计划和生产，能够有效****模具质量并如期交货。5)制定一套完整的、实用模具生产管理系统：制定一套完整的模具生产管理系统，实现模具生产管理流程的产品数据管理、工艺数据管理、计划管理、进度管理的计算机信息化管理系统，包括模具生产计划制定、模具设计、工艺制定、车间任务分派和产品检验，库房管理等，使模具制造及相关辅助信息从计划制定到完工交付能够实现全方位跟踪管理。
2023-02-22 -
压铸模具中的表面处理技术
压铸模具是模具中的一个大类。随着我国汽车摩托车工业的迅速发展，压铸行业迎来了发展的新时期。同时，也对压铸模具的综合力学性能、寿命等提出了更高的要求。要满足不断提高的使用性能需求仅仅依靠新型模具材料的应用仍然很难满足，必须将各种表面处理技术应用到压铸模具的表面处理当中才能达到对压铸模具高效率、高精度和高寿命的要求。压力铸造是使熔融金属在高压、高速下充满模具型腔而压铸成型，在工作过程中反复与炽热金属接触，因此要求压铸模具有较高的耐热疲劳、导热性耐磨性、耐蚀性、冲击韧性、红硬性、良好的脱模性等。因此，对压铸模具的表面处理技术要求较高近年来，各种压铸模具表面处理新技术不断涌现，但总的来说可以分为以下三个大类：(1)传统热处理工艺的改进技术；(2)表面改性技术，包括表面热扩渗处理、表面相变强化、电火花强化技术等；(3)涂镀技术，包括化学镀等。1 传统热处理工艺的改进技术传统的压铸模具热处理工艺是淬火-回火，以后又发展了表面处理技术。由于可作为压铸模具的材料多种多样，同样的表面处理技术和工艺应用在不同的材料上会产生不同的效果。史可夫**近提出针对模具基材和表面处理技术的基材预处理技术，在传统工艺的基础上对不同的模具材料提出适合的加工工艺，从而改善模具性能，提高模具寿命。热处理技术改进的另一个发展方向，是将传统的热处理工艺与****的表面处理工艺相结合，提高压铸模具的使用寿命。如将化学热处理的方法碳氮共渗，与常规淬火、回火工艺相结合的NQN(即碳氮共渗 - 淬火-碳氮共渗)复合强化，不但得到较高的表面硬度，而且有效硬化层深度增加、渗层硬度梯度分布合理、回火稳定性和耐蚀性提高，从而使得压铸模具在获得良好心部性能的同时，表面质量和性能大幅提高。2表面改性技术2.1 表面热扩渗技术这一类型中包括有渗碳、渗氮、渗硼以及碳氮共渗、硫碳氮共渗等。2.1.1 渗碳和碳氮共渗渗碳工艺应用于冷、热作和塑料模具表面强化中，都能提高模具寿命。如3Cr2W8V钢制的压铸模具，先渗碳、再经1140～1150℃淬火，550℃回火两次，表面硬度可达HRC56～61，使压铸有色金属及其合金的模具寿命提高1. 8～3.0倍。进行渗碳处理时，主要的工艺方法有固体粉末渗碳、气体渗碳、以及真空渗碳、离子渗碳和在渗碳气氛中加入氮元素形成的碳氮共渗等。其中，真空渗碳和离子渗碳则是近20年来发展起来的技术，该技术具有渗速快、渗层均匀、碳浓度梯度平缓以及工件变形小等特点，将会在模具表面尤其是精密模具表面处理中发挥越来越重要的作用。2.1.2 渗氮及有关的低温热扩渗技术这一类型中包括渗氮、离子渗氮、碳氮共渗、氧氮共渗、硫氮共渗以及硫碳氮、氧氮硫三元共渗等方法。这些方法处理工艺简便、适应性强、扩渗温度较 低(一般为480～600℃)、工件变形小，尤其适应精密模具的表面强化，而且氮化层硬度高、耐磨性好，有较好的抗粘模性能。3Cr2W8V钢压铸模具， 经调质、520～540℃氮化后，使用寿命较不氮化的模具提高2～3倍。美国用H13钢制作的压铸模具，不少都要进行氮化处理，且以渗氮代替一次回火，表 面硬度高达HRC65～70，而模具心部硬度较低、韧性好，从而获得优良的综合力学性能。氮化工艺是压铸模具表面处理常用的工艺，但当氮化层出现薄而脆的 白亮层时，无法抵抗交变热应力的作用，极易产生微裂纹，降低热疲劳抗力。因此，在氮化过程中，要严格控制工艺，避免脆性层的产生。**近，国外提出采用二次 和多次渗氮工艺。采用反复渗氮的办法可以分解容易在服役过程中产生微裂纹的氮化物白亮层，增加渗氮层厚度，并同时使模具表面存在很厚的残余应力层，使模具 的寿命得以明显提高。此外还有采用盐浴碳氮共渗和盐浴硫氮碳共渗等方法。这些工艺在国外应用较为广泛，在国内较少见。如TFI+ABI工艺，是在盐浴氮碳 共渗后再于碱性氧化性盐浴中浸渍。工件表面发生氧化，呈黑色，其耐磨性、耐蚀性、耐热性均得到了改善。经此方法处理的铝合金压铸模具寿命提高数百小时。再如法国开发的硫氮碳共渗后进行氮化处理的oxynit工艺，应用于有色金属压铸模具则更具特点。2.1.3渗硼由于渗硼层的高硬度(FeB:HV1800～2300、Fe2B:HV1300～1500)、耐磨性和红硬性，以及一定的耐蚀性和抗粘着性，渗硼技术在模具工业中获得较好的应用效果。但因压铸模具工作条件十分苛刻，故渗硼工艺较少应用于压铸模具表面处理中，但近年来，出现了改进的渗硼方法，解决了上述问题，而得以应用于压铸模具的表面处理，如多元、涂剂粉末渗等。涂剂粉末渗硼的方法是将硼化合物和其他渗剂混合后涂覆在压铸模具表面，待液体挥发后，再按照一般粉末渗硼的方法装箱密封，920℃加热并保温8h，随之空冷。这种方法可以获得致密、均匀的渗层，模具表面渗层硬度、耐磨性和弯曲强度都得到提高，模具使用寿命平均提高2倍以上。2.1.4稀土表面强化近年来，在模具表面强化中采用加入稀土元素的方法得到广泛推崇。这是因为稀土元素具有提高渗速、强化表面及净化表面等多种功能〔13〕，它对改善模具表面组织结构，表面物理、化学及力学性能均有极大地影响，可提高渗速、强化表面、生成稀土化合物。同时可消除分布在晶界上微量杂质的有害作用，起着强化和稳定模具型腔表面晶界的作用。另外，稀土元素与钢中的有害元素发生作用，生成高熔点化合物，又可抑制这些有害元素在晶界上偏聚，从而降低深层的脆性等。在压铸模具表面强化处理工艺中加入稀土元素成分，能够明显提高各种渗入法的渗层厚度、提高表面硬度，同时使得渗层组织细小弥散、硬度梯度下降，从而使得模具的耐磨性、抗冷、热疲劳性能等显著提高，从而大幅度提高模具寿命。目前应用于压铸模具型腔表面的处理方法有:稀土碳共渗、稀土碳氮共渗、稀土硼共渗、稀土硼铝共渗、稀土软氮化、稀土硫氮碳共渗等。2.1.5表面被覆强化近年来由于冷焊技术的发展，使得表面处理技术得到很大的提高，特别是ESD-05上市以后，可以使用碳化物等不同材质的焊材对表面进行处理，这种方式方便简单，成本低，使用方便。同时效果也好，渐渐的已经成为行业的主选。2.2表面激光涂层2.2.1激光表面处理激光表面处理是使用激光束进行加热，使工件表面迅速熔化一定深度的薄层，同时采用真空蒸镀、电镀、离子注入等方法把合金元素涂覆于工件表面，在激光照射下使其与基体金属充分融合，冷凝后在模具表面获得厚度为10～1000μm具有特殊性能的合金层，冷却速度相当于激冷淬火。如在H13钢表面采用激光快速熔融工艺进行处理，熔区具有较高的硬度和良好的热稳定性，抗塑性变形能力高，对疲劳裂纹的萌生和扩展有明显的抑制作用。**近，萨哈和达霍特若采用在H13基材上进行激光熔覆VC层的方法，研究表明，获得的模具表面实质是连续、致密无孔的VC钢复合覆层，它不仅有很强的在600℃下的氧化抗力，而且有很强的抗熔融金属还原的能力〔19〕。23电火花沉积金属陶瓷工艺在表面改性技术的不断发展中，出现了一种电火花沉积工艺。该工艺在电场作用下，在母材表面产生瞬间高温、高压区，同时渗入离子态的金属陶瓷材料，形成表面的冶金结合，而母材表面也同时发生瞬间相变，形成马氏体和微细奥氏体组织〔20〕。这种工艺不同于焊接，也不同于喷镀或者元素渗入，应该是介于两者之间的一种工艺。它很好地利用了金属陶瓷材料的高耐磨、耐高温、耐腐蚀的特性，而且工艺简单，成本较低廉。是压铸模具表面处理的一条新路。2.22WS焊机处理WS焊机与激光焊机的原理是一样的，都是通过脉冲点焊的方式进行的。相对于激光焊来说更方便更灵活，焊丝直径0.1-2.0mm，同时上面内置氩弧焊的功能，这样更方便灵活。3、涂镀技术涂镀技术作为模具强化技术的一种，主要应用在塑料模、玻璃模、橡胶模、冲压模等工作环境相对简单的模具表面处理。压铸模具需要承受冷热应力交替的苛刻环境，所以一般不使用涂镀技术来强化压铸模具表面。但近年来，有报道采用化学复合镀的方法强化压铸模具表面，以提高模具表面抗粘着性、脱模性。该方法在铝基压铸模具上将聚四氟乙烯微粒浸润后进行(NiP)-聚四氟乙烯复合镀。实验证明，此方法在工艺上和性能上均为可行，大大降低了模具表面的摩擦系数。4、结语模具压力加工是机械制造的重要组成部分，而模具的水平、质量和寿命则与模具表面强化技术休戚相关。随着科学技术的****，近年来各种模具表面处理技术出现较大的进展。表现在:①传统的热处理工艺的改进及其与其他新工艺的结合;②表面改性技术，包括渗碳、低温热扩渗(各种渗氮、碳氮共渗、离子氮化、三元共渗等)、盐浴热扩渗、渗硼、稀土表面强化、激光表面处理和电火花沉积金属陶瓷等;③涂镀技术等方面。但对于工作条件极为苛刻的压铸模具而言，现有新的表面处理工艺还无法满足不断增长的要求，可以预计更为****的技术，也有望应用于压铸模具的表面处理。鉴于表面处理是提高压铸模具寿命的重要手段之一，因此要提高我国压铸模具生产整体水平，表面处理技术将起着举足轻重的作用
2023-02-13
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