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温度与模具材料的花式走位

2020-08-19


1.马弗罐-展示图片.jpg

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

2.模具钢-展示图片.jpg

1. 热处理温度与材料

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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,回火的温度就越低。

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提到最高,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。

1.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。

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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,也更容易造成开裂和引起早起疲劳破断。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。

8.涂层-展示图片.jpg

由于应力,压铸200模次就出现裂纹

2.温度与材料性能

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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流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、粘膜、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。

除了通过热处理的回火将会完全或最大限度减少应力的产生,通过对填充和排溢浇注系统也能降低生产时的阻力。所以,浇注系统的设计也是一项温度控制的技术,而热处理就更不用说了。由此说明,温度控制对模具寿命是多么的重要!

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