一、造成壓鑄生產模具損壞的原因

在壓鑄生產中，模具損壞最常見的形式(shi)是(shi)裂紋、開裂。應力(li)是(shi)導致(zhi)模具損壞的主要原因。熱、機械、化學、操作沖(chong)擊都是(shi)產生應力(li)之源，包括有機械應力(li)和熱應力(li)，應力(li)產生于：

1. 在模具加工制造過程(cheng)中

1）毛坯(pi)鍛造質量問題

有(you)些模具只生(sheng)產(chan)了幾(ji)百(bai)件(jian)就出(chu)現(xian)裂(lie)紋，而且裂(lie)紋發展(zhan)很快。有(you)可能是(shi)鍛造時只保證了外型尺寸，而鋼材中的(de)樹枝狀晶體、夾雜碳化物、縮孔、氣泡(pao)等(deng)疏松缺陷沿加工方法被延伸拉長，形(xing)成(cheng)流線，這種流線對以(yi)后的(de)最后的(de)淬火變形(xing)、開裂(lie)、使用過程中的(de)脆裂(lie)、失(shi)效傾向影響極(ji)大。

2）在車、銑、刨等終加工時產生的(de)切削應力，這(zhe)種(zhong)應力可通(tong)過中間退火(huo)來消除。

3）淬火(huo)鋼磨(mo)(mo)削時產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)磨(mo)(mo)削應力，磨(mo)(mo)削時產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)摩擦(ca)熱，產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)軟化層、脫碳層，降低了熱疲(pi)勞強度，容易導致熱裂(lie)、早期裂(lie)紋。對h13鋼在精磨(mo)(mo)后(hou)，可(ke)采取加熱至510-570℃，以厚度每25mm保溫(wen)一小時進行消除應力退火(huo)。

4）電(dian)火(huo)花加工(gong)產(chan)(chan)生應力(li)。模(mo)具表面產(chan)(chan)生一層(ceng)富集電(dian)極元(yuan)素和(he)電(dian)介質元(yuan)素的白亮(liang)層(ceng)，又硬(ying)又脆，這(zhe)一層(ceng)本身會有裂紋，有應力(li)。電(dian)火(huo)花加工(gong)時(shi)應采用高的頻(pin)率，使白亮(liang)層(ceng)減到(dao)最小，必須(xu)進行(xing)拋(pao)光方法去除，并(bing)進行(xing)回(hui)(hui)火(huo)處(chu)理，回(hui)(hui)火(huo)在三級回(hui)(hui)火(huo)溫度進行(xing)。

2. 模具處理(li)過(guo)程中

熱處理不當，會導致模具開(kai)裂(lie)而過早報廢，特別是只采用調質，不進行淬火，再進行表(biao)面氮化工藝(yi)，在壓鑄幾千模次(ci)后會出現表(biao)面龜(gui)裂(lie)和開(kai)裂(lie)。

鋼淬火時(shi)產生應力(li)，是(shi)冷卻(que)過程中的(de)熱應力(li)與(yu)相變時(shi)的(de)組織應力(li)疊(die)加的(de)結果，淬火應力(li)是(shi)造成變形(xing)、開裂的(de)原因(yin)，固(gu)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)回火來(lai)消(xiao)除(chu)應力(li)。

3. 在壓鑄生(sheng)產過程中(zhong)

1）模溫

模具在生(sheng)產(chan)前(qian)應(ying)(ying)預熱(re)到(dao)一定的溫度(du)，否則(ze)當高溫金屬液充型時產(chan)生(sheng)激冷，導致模具內外(wai)層溫度(du)梯度(du)增大，形(xing)成熱(re)應(ying)(ying)力(li)，使模具表(biao)面(mian)龜裂(lie)，甚至開裂(lie)。 

在(zai)生(sheng)產過(guo)程中，模(mo)溫(wen)不(bu)斷升高，當模(mo)溫(wen)過(guo)熱時，容易產生(sheng)粘模(mo)，運動(dong)部件(jian)失靈而導致模(mo)具表面損(sun)傷。 應設置冷卻溫(wen)控系(xi)統，保(bao)持模(mo)具工作溫(wen)度在(zai)一定的(de)范圍內。

2）充型(xing)

金屬液以高(gao)壓(ya)(ya)、高(gao)速(su)充型，必然會(hui)對模具(ju)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)激(ji)烈的(de)(de)沖擊和沖刷(shua)，因而產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)機械應(ying)力和熱應(ying)力。在(zai)(zai)沖擊過程(cheng)中，金屬液、雜(za)質、氣體還會(hui)與模具(ju)表面產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)復雜(za)的(de)(de)化學(xue)作用，并加速(su)腐蝕和裂(lie)紋的(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)。當(dang)金屬液裹有氣體時(shi)，會(hui)在(zai)(zai)型腔中低壓(ya)(ya)區先(xian)膨(peng)脹，當(dang)氣體壓(ya)(ya)力升高(gao)時(shi)，產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)內(nei)向(xiang)爆破，扯(che)拉出型腔表面的(de)(de)金屬質點而造(zao)成損傷(shang)，因氣蝕而產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)裂(lie)紋。

3）開模

在抽芯、開模的過程中，當某些(xie)元件(jian)有(you)形變時，也會產生機械應力。

4）生(sheng)產(chan)過程

在每一個(ge)壓鑄(zhu)件生產(chan)(chan)(chan)過(guo)(guo)程中，由于模(mo)(mo)(mo)具(ju)與(yu)金(jin)屬液之(zhi)間的(de)熱交(jiao)(jiao)換，使模(mo)(mo)(mo)具(ju)表(biao)(biao)面(mian)產(chan)(chan)(chan)生周期性溫(wen)度變化(hua)，引起(qi)周期性的(de)熱膨脹和收縮，產(chan)(chan)(chan)生周期性熱應(ying)力(li)(li)(li)。如澆(jiao)注時(shi)模(mo)(mo)(mo)具(ju)表(biao)(biao)面(mian)因升(sheng)溫(wen)受到壓應(ying)力(li)(li)(li)，而(er)開(kai)模(mo)(mo)(mo)頂出鑄(zhu)件后(hou)，模(mo)(mo)(mo)具(ju)表(biao)(biao)面(mian)因降溫(wen)受到拉應(ying)力(li)(li)(li)。當這(zhe)種交(jiao)(jiao)變應(ying)力(li)(li)(li)反復循環時(shi)，使模(mo)(mo)(mo)具(ju)內部積累的(de)應(ying)力(li)(li)(li)越來越大(da)，當應(ying)力(li)(li)(li)超過(guo)(guo)材(cai)料的(de)疲勞極(ji)限時(shi)，模(mo)(mo)(mo)具(ju)表(biao)(biao)面(mian)產(chan)(chan)(chan)生裂紋。

二、預防模具損傷的措施

1. 良好的鑄件結構設(she)計

鑄(zhu)(zhu)件壁厚盡可能(neng)均勻，避免產(chan)生熱節，以(yi)減少模(mo)具(ju)局部熱量集中產(chan)生的(de)熱疲(pi)勞(lao)。鑄(zhu)(zhu)件的(de)轉角(jiao)處應(ying)有(you)適當的(de)鑄(zhu)(zhu)造圓角(jiao)，以(yi)避免模(mo)具(ju)上有(you)尖角(jiao)位導致應(ying)力(li)產(chan)生。

2. 合(he)理的模具(ju)結構設計

 1）模具中各元件應有(you)足夠的剛度、強度，以承受壓力而不變形。模具壁厚要(yao)足夠，才能減(jian)少(shao)變形。

2）澆注系統設計盡量減少對型芯沖擊、沖蝕。

3）正確選擇(ze)各元(yuan)件的公差配合和表面粗糙度。

4）保持模具熱(re)平衡。

3. 規(gui)范熱處理(li)工藝

通過熱處理可改變材料的金相組(zu)織(zhi)，保證必要的強度、硬度、高溫下尺寸穩定性、抗熱疲勞(lao)性能和材料切削性能。

正確的(de)(de)熱處理工藝，才(cai)會得(de)到最佳(jia)的(de)(de)模(mo)具性(xing)能(neng)，而鋼材的(de)(de)性(xing)能(neng)是(shi)受到淬火溫(wen)度(du)和時(shi)間、冷卻速度(du)和回火溫(wen)度(du)控制(zhi)。

4. 壓(ya)鑄生產過程控制

1）溫(wen)(wen)(wen)度控制：模具的預(yu)熱溫(wen)(wen)(wen)度和工(gong)作溫(wen)(wen)(wen)度;合金澆注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度，在保證(zheng)成(cheng)型良好(hao)前提下，用(yong)較(jiao)低的澆注(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度。

2）合理(li)的壓鑄工藝：比(bi)壓、充填速度。

3）調整機器(qi)的鎖模(mo)(mo)力(li)(li)，使模(mo)(mo)具(ju)(ju)受(shou)力(li)(li)均勻。注意清掃模(mo)(mo)具(ju)(ju)表(biao)面(mian)的殘(can)削碎片，以(yi)免合模(mo)(mo)時(shi)這些(xie)多(duo)余物使模(mo)(mo)具(ju)(ju)表(biao)面(mian)受(shou)力(li)(li)不均勻，引起(qi)變(bian)形。

4）對合金熔(rong)煉(lian)嚴(yan)格控(kong)制，減少金屬液中(zhong)氣體。

5.模具的維(wei)護與保養

1）定期消(xiao)除應(ying)力

2）模具修(xiu)補