針對順德壓鑄廠生產(chǎn)的鋅合金壓鑄件存在的缺陷,利用數(shù)值模擬軟件分析了模具澆注系統(tǒng)存在的問題,并根據(jù)模擬情況,結(jié)合實際生產(chǎn),重新設(shè)計了澆注系統(tǒng)。通過模擬充型過程,驗證了澆注系統(tǒng)設(shè)計的合理性。經(jīng)過重新設(shè)計模具后,在實際生產(chǎn)中取得了良好效果。

在壓鑄生產(chǎn)中，模具損壞最常見的形式是裂紋、開裂。應(yīng)力是導(dǎo)致模具損壞的主要原因。熱、機械、化學(xué)、操作沖擊都是產(chǎn)生應(yīng)力之源，包括有機械應(yīng)力和熱應(yīng)力，應(yīng)力產(chǎn)生于：

1、在模具加工制造過程中

①毛坯鍛造質(zhì)量問題。

有些模具只生產(chǎn)了幾百件就出現(xiàn)裂紋，而且裂紋發(fā)展很快。有可能是鍛造時只保證了外型尺寸，而鋼材中的樹枝狀晶體、夾雜碳化物、縮孔、氣泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉長，形成流線，這種流線對以后的{zh1}的淬火變形、開裂、使用過程中的脆裂、失效傾向影響極大。

②在車、銑、刨等終加工時產(chǎn)生的切削應(yīng)力，這種應(yīng)力可通過中間退火來。

③淬火鋼磨削時產(chǎn)生磨削應(yīng)力，磨削時產(chǎn)生摩擦熱，產(chǎn)生軟化層、脫碳層，降低了熱疲勞強度，容易導(dǎo)致熱裂、早期裂紋。對h13鋼在精磨后，可采取加熱至510-570℃，以厚度每25mm保溫一小時進行應(yīng)力退火。

④電火花加工產(chǎn)生應(yīng)力。模具表面產(chǎn)生一層富集電極元素和電介質(zhì)元素的白亮層，又硬又脆，這一層本身會有裂紋，有應(yīng)力。電火花加工時應(yīng)采用高的頻率，使白亮層減到最小，必須進行拋光方法去除，并進行回火處理，回火在三級回火溫度進行。

2、模具處理過程中①熱處理不當(dāng)，會導(dǎo)致模具開裂而過早報廢，特別是只采用調(diào)質(zhì)，不進行淬火，再進行表面氮化工藝，在壓鑄幾千模次后會出現(xiàn)表面龜裂和開裂。

②鋼淬火時產(chǎn)生應(yīng)力，是冷卻過程中的熱應(yīng)力與相變時的組織應(yīng)力疊加的結(jié)果，淬火應(yīng)力是造成變形、開裂的原因，固必須進行回火來應(yīng)力。

3在壓鑄生產(chǎn)過程中①模溫

模具在生產(chǎn)前應(yīng)預(yù)熱到一定的溫度，否則當(dāng)高溫金屬液充型時產(chǎn)生激冷，導(dǎo)致模具內(nèi)外層溫度梯度增大，形成熱應(yīng)力，使模具表面龜裂，甚至開裂。

在生產(chǎn)過程中，模溫不斷升高，當(dāng)模溫過熱時，容易產(chǎn)生粘模，運動部件失靈而導(dǎo)致模具表面損傷。

應(yīng)設(shè)置冷卻溫控系統(tǒng)，保持模具工作溫度在一定的范圍內(nèi)。

②充型

金屬液以高壓、高速充型，必然會對模具產(chǎn)生激烈的沖擊和沖刷，因而產(chǎn)生機械應(yīng)力和熱應(yīng)力。在沖擊過程中，金屬液、雜質(zhì)、氣體還會與模具表面產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)作用，并加速腐蝕和裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)金屬液裹有氣體時，會在型腔中低壓區(qū)先膨脹，當(dāng)氣體壓力升高時，產(chǎn)生內(nèi)向爆破，扯拉出型腔表面的金屬質(zhì)點而造成損傷，因氣蝕而產(chǎn)生裂紋。

③開模

在抽芯、開模的過程中，當(dāng)某些元件有形變時，也會產(chǎn)生機械應(yīng)力。

④生產(chǎn)過程

在每一個壓鑄件生產(chǎn)過程中，由于模具與金屬液之間的熱交換，使模具表面產(chǎn)生周期性溫度變化，引起周期性的熱膨脹和收縮，產(chǎn)生周期性熱應(yīng)力。如澆注時模具表面因升溫受到壓應(yīng)力，而開模頂出鑄件后，模具表面因降溫受到拉應(yīng)力。當(dāng)這種交變應(yīng)力反復(fù)循環(huán)時，使模具內(nèi)部積累的應(yīng)力越來越大，當(dāng)應(yīng)力超過材料的疲勞極限時，模具表面產(chǎn)生裂紋。

二、預(yù)防模具損傷的措施

1、良好的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計 鑄件壁厚盡可能均勻，避免產(chǎn)生熱節(jié)，以減少模具局部熱量集中產(chǎn)生的熱疲勞。鑄件的轉(zhuǎn)角處應(yīng)有適當(dāng)?shù)蔫T造圓角，以避免模具上有尖角位導(dǎo)致應(yīng)力產(chǎn)生。

2、合理的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）模具中各元件應(yīng)有足夠的剛度、強度，以承受壓力而不變形。模具壁厚要足夠，才能減少變形。

2）澆注系統(tǒng)設(shè)計盡量減少對型芯沖擊、沖蝕。

3）正確選擇各元件的公差配合和表面粗糙度。

4）保持模具熱平衡。

3、規(guī)范熱處理工藝 通過熱處理可改變材料的金相組織，保證必要的強度、硬度、高溫下尺寸穩(wěn)定性、抗熱疲勞性能和材料切削性能。

正確的熱處理工藝，才會得到{zj0}的模具性能，而鋼材的性能是受到淬火溫度和時間、冷卻速度和回火溫度控制。

4、壓鑄生產(chǎn)過程控制1）溫度控制：模具的預(yù)熱溫度和工作溫度;合金澆注溫度，在保證成型良好前提下，用較低的澆注溫度。

2）合理的壓鑄工藝：比壓、充填速度。

3）調(diào)整機器的鎖模力，使模具受力均勻。注意清掃模具表面的殘削碎片，以免合模時這些多余物使模具表面受力不均勻，引起變形。

4）對合金熔煉嚴格控制，減少金屬液中氣體。

5.模具的維護與保養(yǎng)

1）定期應(yīng)力

2）模具修補               http://www.lianzhouwujin.com/