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疲勞裂紋 熱疲勞裂紋是壓鑄模常見的失效形式,占失效比例大。壓鑄過程中壓鑄模在300~8000C的熱循環(huán)及脫模劑導(dǎo)致的拉應(yīng)力與壓應(yīng)力交變循環(huán),反復(fù)經(jīng)受急冷、急熱所造成的熱應(yīng)力,導(dǎo)致在型腔表面或內(nèi)部熱應(yīng)力集中處逐漸產(chǎn)生微裂紋,其形貌多數(shù)呈現(xiàn)網(wǎng)狀,稱龜裂,也有呈狀。熱應(yīng)力使熱疲勞裂紋繼續(xù)擴(kuò)展成宏觀裂紋。從而導(dǎo)致壓鑄模失效。熱疲勞裂紋是熱循環(huán)應(yīng)力、拉伸應(yīng)力和塑性應(yīng)變共同作用而產(chǎn)生的。塑性應(yīng)變促進(jìn)裂紋的形成,拉伸應(yīng)力促進(jìn)裂紋的擴(kuò)展與延伸。從微觀分析,熱疲勞裂紋在晶界碳化物、夾雜物集中區(qū)萌生,應(yīng)選鋼質(zhì)潔凈、顯微組織均勻的模具鋼有較高的熱疲勞抗力。
壓鑄模表面強(qiáng)化處理 對(duì)模具進(jìn)行表面處理是延長模具壽命的、的方法。通過調(diào)整一般熱處理工藝改善鋼的強(qiáng)度和韌性。采用不同的表面強(qiáng)化處理工藝,以適宜的心部性能相配合,可賦予模具表面以高硬度、耐磨耐蝕、抗咬合和低摩擦系數(shù)等許多優(yōu)良性能,使模具壽命提高幾倍甚至幾十倍。模具表面強(qiáng)化主要有3類:①不改變表面化學(xué)成分,有激光相變硬化等;②改變表面化學(xué)成分,滲氮等;③表面形成覆蓋層,氣相沉積技術(shù)處理等。
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(shí)電流強(qiáng)度和頻率決定,粗加工時(shí)較深,精加工時(shí)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(huì)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),盡量降低鋁液的燒鑄溫度,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。