一、在模具加工制造過程中
1、毛坯鍛造質(zhì)量問題
有些模具只生產(chǎn)了幾百件就出現(xiàn)裂紋,而且裂紋發(fā)展很快。有可能是鍛造時只保證了外型尺寸,而鋼材中的樹枝狀晶體、夾雜碳化物、縮孔、氣泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉長,形成流線,這種流線對以后的最后的淬火變形、開裂、使用過程中的脆裂、失效傾向影響極大。
2、在車、銑、刨等終加工時產(chǎn)生的切削應(yīng)力,這種應(yīng)力可通過中間退火來消除。
3、淬火鋼磨削時產(chǎn)生磨削應(yīng)力,磨削時產(chǎn)生摩擦熱,產(chǎn)生軟化層、脫碳層,降低了熱疲勞強度,容易導(dǎo)致熱裂、早期裂紋。對H13鋼在精磨后,可采取加熱至510-570℃,以厚度每25mm保溫一小時進行消除應(yīng)力退火。
4、電火花
加工產(chǎn)生應(yīng)力。模具表面產(chǎn)生一層富集電極元素和電介質(zhì)元素的白亮層,又硬又脆,這一層本身會有裂紋,有應(yīng)力。電火花加工時應(yīng)采用高的頻率,使白亮層減到最小,必須進行拋光方法去除,并進行回火處理,回火在三級回火溫度進行。
二、在壓鑄生產(chǎn)過程中
1、模溫
模具在生產(chǎn)前應(yīng)預(yù)熱到一定的溫度,否則當(dāng)高溫金屬液充型時產(chǎn)生激冷,導(dǎo)致模具內(nèi)外層溫度梯度增大,形成熱應(yīng)力,使模具表面龜裂,甚至開裂。
在生產(chǎn)過程中,模溫不斷升高,當(dāng)模溫過熱時,容易產(chǎn)生粘模,運動部件失靈而導(dǎo)致模具表面損傷。
應(yīng)設(shè)置冷卻溫控系統(tǒng),保持模具工作溫度在一定的范圍內(nèi)。
2、充型
金屬液以高壓、高速充型,必然會對模具產(chǎn)生激烈的沖擊和沖刷,因而產(chǎn)生機械應(yīng)力和熱應(yīng)力。在沖擊過程中,金屬液、雜質(zhì)、氣體還會與模具表面產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)作用,并加速腐蝕和裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)金屬液裹有氣體時,會在型腔中低壓區(qū)先膨脹,當(dāng)氣體壓力升高時,產(chǎn)生內(nèi)向爆破,扯拉出型腔表面的金屬質(zhì)點而造成損傷,因氣蝕而產(chǎn)生裂紋。
3、生產(chǎn)過程
在每一個壓鑄件生產(chǎn)過程中,由于模具與金屬液之間的熱交換,使模具表面產(chǎn)生周期性溫度變化,引起周期性的熱膨脹和收縮,產(chǎn)生周期性熱應(yīng)力。如澆注時模具表面因升溫受到壓應(yīng)力,而開模頂出鑄件后,模具表面因降溫受到拉應(yīng)力。當(dāng)這種交變應(yīng)力反復(fù)循環(huán)時,使模具內(nèi)部積累的應(yīng)力越來越大,當(dāng)應(yīng)力超過材料的疲勞極限時,模具表面產(chǎn)生裂紋。
三、模具處理過程中
熱處理不當(dāng),會導(dǎo)致模具開裂而過早報廢,特別是只采用調(diào)質(zhì),不進行淬火,再進行表面氮化工藝,在壓鑄幾千模次后會出現(xiàn)表面龜裂和開裂。
鋼淬火時產(chǎn)生應(yīng)力,是冷卻過程中的熱應(yīng)力與相變時的組織應(yīng)力疊加的結(jié)果,淬火應(yīng)力是造成變形、開裂的原因,固必須進行回火來消除應(yīng)力。
