鋁合金壓鑄件氣孔和雜質(zhì)分析與解決
壓鑄模由于生產(chǎn)周期長、投資大、制造精度高,故造價較高,因此希望模具有較高的使用壽命。
在加工冷卻水道時,兩面加工中應(yīng)特別注意保證同心度。如果頭部拐角,又不相互同心,那么在使用過程中,連接的拐角處就會開裂。冷卻系統(tǒng)的表面應(yīng)當(dāng)光滑,最好不留機(jī)加工痕跡。 電火花加工在模具型腔加工中應(yīng)用越來越廣泛,但加工后的型腔表面留有淬硬層。這是由于加工中,模具表面自行滲碳淬火造成的。淬硬層厚度由加工時電流強(qiáng)度和頻率決定,粗加工時較深,精加工時較淺。無論深淺,模具表面均有極大應(yīng)力。若不清除淬硬層或消除應(yīng)力,在使用過程中,模具表面就會產(chǎn)生龜裂、點(diǎn)蝕和開裂。消除淬硬層或去應(yīng)力可用:①用油石或研磨去除淬硬層;②在不降低硬度的情況下,低于回火溫度下去應(yīng)力,這樣可大幅度降低模腔表面應(yīng)力。 模具在使用過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鑄造工藝流程。在工藝許可范圍內(nèi),盡量降低鋁液的澆鑄溫度,壓射速度,提高模具預(yù)熱溫度。鋁壓鑄模的預(yù)熱溫度由100~130℃提高至180~200℃,模具壽命可大幅度提高。 焊接修復(fù)是模具修復(fù)中一種常用手段。在焊接前,應(yīng)先掌握所焊模具鋼型號,用機(jī)械加工或磨削消除表面缺陷,焊接表面必須是干凈和經(jīng)烘干的。所用焊條應(yīng)同模具鋼成分一致,也必須是干凈和經(jīng)烘干的。模具與焊條一起預(yù)熱(H13為450℃),待表面與心部溫度一致后,在保護(hù)氣下焊接修復(fù)。在焊接過程中,當(dāng)溫度低于260℃時,要重新加熱。焊接后,當(dāng)模具冷卻至手可觸摸,再加熱至475℃,按25mm/h保溫。最后于靜止的空氣中完全冷卻,再進(jìn)行型腔的修整和精加工。模具焊后進(jìn)行加熱回火,是焊接修復(fù)中重要的一環(huán),即消除焊接應(yīng)力以及對焊接時被加熱淬火的焊層下面的薄層進(jìn)行回火。 模具使用一段時間后,由于壓射速度過高和長時間使用,型腔和型芯上會有沉積物。這些沉積物是由脫模劑、冷卻液的雜質(zhì)和少量壓鑄金屬在高溫高壓下結(jié)合而成。這些沉積物相當(dāng)硬,并與型芯和型腔表面粘附牢固,很難清除。在清除沉積物時,不能用噴燈加熱清除,這可能導(dǎo)致模具表面局部熱點(diǎn)或脫碳點(diǎn)的產(chǎn)生,從而成為熱裂的發(fā)源地。應(yīng)采用研磨或機(jī)械去除,但不得傷及其它型面,造成尺寸變化。 經(jīng)常保養(yǎng)可以使模具保持良好的使用狀態(tài)。新模具在試模后,無論試模合格與否,均應(yīng)在模具未冷卻至室溫的情況下,進(jìn)行去應(yīng)力回火。
當(dāng)新模具使用到設(shè)計壽命的1/6~1/8時,即鋁壓鑄模10000模次,鎂、鋅壓鑄模5000模次,銅壓鑄模800模次,應(yīng)對模具型腔及模架進(jìn)行450—480℃回火,并對型腔拋光和氮化,以消除內(nèi)應(yīng)力和型腔表面的輕微裂紋。以后每12000~15000模次進(jìn)行同樣保養(yǎng)。當(dāng)模具使用50000模次后,可每25000~30000模次進(jìn)行一次保養(yǎng)。采用上述方法,可明顯減緩由于熱應(yīng)力導(dǎo)致龜裂的產(chǎn)生速度和時間。 在沖蝕和龜裂較嚴(yán)重的情況下,可對模具表面進(jìn)行滲氮處理,以提高模具表面的硬度和耐磨性。但滲氮基體的硬度應(yīng)在35-43HRC,低于35HRC時氮化層不能牢固與基體結(jié)合,使用一段時間后會大片脫落:高于43HRC,則易引起型腔表面凸起部位的斷裂。滲氮時,滲氮層厚度不應(yīng)超過0.15mm,過厚會于分型面和尖銳邊角處發(fā)生脫落。 3.熱處理 熱處理的正確與否直接關(guān)系到模具使用壽命。由于熱處理過程及工藝規(guī)程不正確,引起模具變形、開裂而報廢以及熱處理的殘余應(yīng)力導(dǎo)致模具在使用中失效的約占模具失效比重的一半左右。 壓鑄模型腔均由優(yōu)質(zhì)合金鋼制成,這些材料價格較高,再加上加工費(fèi)用,成本是較高的。如果由于熱處理不當(dāng)或熱處理質(zhì)量不高,導(dǎo)致報廢或壽命達(dá)不到設(shè)計要求,經(jīng)濟(jì)損失世大。
因此,在熱處理時應(yīng)注意以下幾點(diǎn): (1) 鍛件在未冷至室溫時,進(jìn)行球化退火。 (2) 粗加工后、精加工前,增設(shè)調(diào)質(zhì)處理。為防止硬度過高,造成加工困難,硬度限制在25-32HRC,并于精加工前,安排去應(yīng)力回火。 (3) 淬火時注意鋼的臨界點(diǎn)Ac1和AC3及保溫時間,防止奧氏體粗化?;鼗饡r按20mm/h保溫,回火次數(shù)一般為3次,在有滲氮時,可省略第3次回火。 (4) 熱處理時應(yīng)注意型腔表面的脫碳與增碳。脫碳會記過迅速引起損傷、高密度裂紋;增碳會降低冷熱疲勞抗力。 (5) 氮化時,應(yīng)注意氮化表面不應(yīng)有油污。經(jīng)清洗的表面,不允許用手直接觸摸,應(yīng)戴手套,以防止氮化表面沾有油污導(dǎo)致氮化層不勻。 (6) 兩道熱處理工序之間,當(dāng)上一道溫度降至手可觸摸,即進(jìn)行下道,不可冷至室溫。
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