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温度与模具材料—温度与压铸模具寿命(之一)
2019-12-03 13:22:33 来源: 作者: 【 】 浏览:258次 评论:0

温度与模具材料  

温度与压铸模具寿命(之一)


模具的寿命自然与钢材的质量有关。但如果使用不当,就是再好的钢材也不能保证有好的寿命。从热处理到压铸生产,温度(热量)都是压铸模具寿命长短的决定因素之一。


一、

热处理温度与材料
















从以上的图线可知,材料要求硬度越高,则淬火的温度就越高,韧性越低,回火的温度也越低。

回火的重要作用之一,就是消除淬火钢中的残余应力。回火温度愈高,则淬火应力的消除愈彻底,钢的塑性也增大。当然,淬火钢的硬度也会随之降低。所以,在决定模具材料硬度的时候,不要只是考虑为了防止冲蚀而把硬度要求到最高。而是应该充分考虑模具结构的应力问题,并根据实际情况适当的硬度值降低一点。因为冲蚀还可以通过表面氮化、被覆,改善浇注系统,调整压铸工艺等一系列方法来解决。反之,如果因为应力集中,过早出现模具开裂而造成的损失会更大。


二、

温度与材料结构



钢材在热处理或压铸生产的时候,具有截面急剧变化的工件或者有尖锐槽口的工件、都易于产生淬火裂纹。

热处理的工艺过程都要经过加温和冷却来实现。工件的尺寸和形状不同,必然影响受热加温和冷却散热的状况。在工件的槽口处易于造成应力集中现象,槽口处的应力值往往几倍于其他截面处的平均应力值。槽口处的圆角半径愈小,则显现应力集中的现象愈严重 (如A、B图)。在尖锐棱角处也是最易于形成应力集中的地方(如C图)。

应力集中区域能显著地降低钢的塑性。更容易造成开裂和引起早期疲劳破断。

模具结构出现这种情况,一般都是因为产品结构造成的。所以,在产品设计的初期,就要认真考虑如何避免或减少应力的产生。

压铸生产的过程,也是让材料经过不断反复的受热加温和冷却散热的过程。如果受热升温与冷却散热后的温差越大,则应力集中的地方就越早出现开裂和疲劳破断。

由于应力集中,压铸200模次就出现裂纹。

三、

温度与材料性能



上图所示,材料的热强度随温度的升高而降低,到了临界值,更是急剧下降。

生产中,温度升高主要来源于压铸液体的热量及填充动能转变成的热能。所以,料液温度过高和填充速度过快,都会引起型腔表面的热强度降低。从而加快了材料的冲蚀、粘模、龟裂等让模具失效的状况出现。因此,在保证压铸产品质量的前提下,尽量采用相对低温的料液和慢速填充,是延长模具寿命的有效方法。

优质钢材是保证模具寿命的先决条件。合理的零件结构和浇注系统的设计,是保证模具寿命的必要条件。

结构设计应该考虑尽量避免或减少应力的产生。然后,通过热处理的回火将其完全或最大限度的消除。浇注系统的设计应该通过对填充和排溢的控制,来降低生产时的阻力。用相对低温的料液和慢速填充(详细请关注《温度与压铸工艺》)。

压铸生产时冲击动能的降低,会减少热量的产生,缩小模具表面升温的幅度,改善了材料的工作环境,对保持材料的热强度至关重要。所以,进料与排溢系统的设计(即浇注系统的设计)也是一项温度控制的技术。而热处理技术就更不用说了。由此说明,温度控制对材料的应用(模具寿命)是多么的重要!


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