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鋁合金壓鑄件模的失效模式
汽車業(yè)的蓬勃發(fā)展以及輕量化的需要，使鋁合金壓鑄件正在向大型化和復(fù)雜化方向快速發(fā)展。壓鑄模作為壓鑄生產(chǎn)的主要裝備，是實現(xiàn)壓鑄件優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的基本保證，其壽命直接影響到鑄件的質(zhì)量、產(chǎn)量以及企業(yè)的生產(chǎn)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(yè)進(jìn)一步發(fā)展的主要因素之一。鑄鋁件廠家
1、鋁合金壓鑄模的工作環(huán)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(huán)境極為惡劣。工作時型腔表面受鋁液的反復(fù)沖刷，其比壓多在40MPa以上，內(nèi)澆道速度為30~65m/s，模具型腔表面瞬間溫度可達(dá)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(huán)中重復(fù)出現(xiàn)，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(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，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(fā)生在模具型腔表面。
(1)龜裂：在每個壓鑄循環(huán)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(chǎn)生的熱應(yīng)力導(dǎo)致模具型腔表面產(chǎn)生熱疲勞，形成微裂紋。隨著壓鑄循環(huán)次數(shù)的增加，微裂紋進(jìn)一步擴(kuò)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(chǎn)中，除了熱應(yīng)力外，由于鋁液的高壓沖擊，在模具內(nèi)部還產(chǎn)生了其它應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過模具材料的疲勞極限時便產(chǎn)生了開裂，特別是容易產(chǎn)生應(yīng)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(chǎn)生的應(yīng)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(nèi)澆道處的區(qū)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(hù)層容易被破壞。鋁液進(jìn)一步與裸露的金屬基體發(fā)生反應(yīng)，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(fù)始，加劇了型腔表面的損壞，形成嚴(yán)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(qiáng)，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(yīng)力的作用，如果模板剛度不夠，模具則在這些應(yīng)力的長期作用下產(chǎn)生彎曲變形。
(6)運動障礙：在壓鑄生產(chǎn)中，由于模具內(nèi)外溫差大，導(dǎo)致模具上各部分的熱變形量不同。不同的熱變形量導(dǎo)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(guān)系。這種配合關(guān)系的改變可能會使得有相對運動的模具零件產(chǎn)生明顯的運動障礙。
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