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  • 铝合金压铸模具发生断裂的原因是什么

    2020-06-19 09:13:24 佛山市彼岸五金制品有限公司 阅读

    铝合金压铸模具的抽芯在消费中频繁发作断裂,经剖析发现电火花加工后白亮层未去除,以及内部冷却水的腐蚀作用最终招致断裂发作。后调整电火花加工工艺,降低白亮层厚度;电解抛光内腔外表,增加内腔外表光亮度;在冷却水里添加防缓蚀剂和阻垢剂,减少冷却水对抽芯内腔的腐蚀作用,从而延长了模具抽芯寿命。

    H13钢类热作模具钢,由于其优秀的淬透性、淬硬性,以及良好的室温、高温性能,而普遍应用于请求高韧性和冷热疲倦抗力的压铸模、热锻压模和热挤压模。目前,铝合金压铸模具多采用H13钢,誉格亦采用该钢种制造模具抽芯。但是在实践消费中铝合金压铸模具的抽芯频繁发作断裂,现对该断裂停止剖析,寻觅合理可行的办法防止频繁断裂。

    1.剖析

    (1)宏观断口剖析该抽芯构造,截面为椭圆形,长轴约80mm,短轴约50mm,断裂大致在中横线左近。在压铸消费过程中,上下重复抽芯,消费约1.3万模次即发作断裂,能够看到内腔通有冷却水路。整个断面分为初始断裂区、裂纹扩展区和最后断裂区。依据断口纹路判别,裂纹源在的型腔内壁位置,呈现台阶状,属于多源断口,在随后的重复抽芯过程中,裂纹扩展并最终断裂。

    (2)成分剖析对抽芯横截面取样,直读光谱剖析仪实测化学成分如附表所示,能够看到该抽芯的化学成分契合H13钢的规范。

    (3)显微剖析从工件开裂部位切取纵向和横向样块,经磨制抛光腐蚀后察看。依据北美压铸协会的带状组织/微观不平均度评级规范《NADCA#207—2003》,纵向来看金相组织,该带状组织等级属于可承受的范围,且碳化物细小散布平均。横向来看金相组织,基体为回火马氏体和细小的碳化物,晶粒度7~8级;洛氏硬度46~48HRC,契合硬度请求。金相组织正常,不是形成抽芯断裂的缘由。

    沿着裂纹源纵向剖开,察看内腔壁左近金相组织状况,发现内腔壁十分粗糙并有大量横向裂纹。与消费人员沟通得知,抽芯内腔由电火花加工而成,之后无其他处置便投入消费。追溯当时的电火花加工工艺,并在一块新的H13模具钢样块上复原电火花加工过程。依据当时的加工工艺,电火花白亮层最深可达50μm,且电火花加工后白亮层上立刻呈现了微裂纹。由于该抽芯的内腔采用电火花加工工艺,必然产生较厚的白亮层和较多的微裂纹。在实践消费过程中,压铸模具普通在较高的温度下消费,在每一模次的消费过程中,模具抽芯外表吸收铝合金熔体在凝固过程释放的热量,继而向内层产生热传送,而内层由于冷却水的存在而使内腔温度很低,这样抽芯内腔左近在冷热交替重复的环境下,微裂纹势必扩展而逐渐开展成大量的横向裂纹。

    思索到抽芯内腔长期被冷却水包围,水质就是普通的自来水,这样的环境下极易发作腐蚀。横向裂纹内已有大量腐蚀产物。在抽芯的冷却水路中,当水温抵达60℃以上时,钙镁离子很容易合成结垢,当水冷却后,冷却水中的微溶物质结晶析出,在抽芯型腔内外表结成硫酸钙、碳酸钙等水垢。水中所含溶解性气体、腐蚀性盐类等电解质与H13模具钢接触时,由于电解质的作用,使模具钢外表析出Fe2+,内腔外表遭到腐蚀。同时,空气中的尘土,杂物混入冷却水中,致使微生物繁衍,加速模具抽芯的腐蚀。

    这样,在电火花加工的微裂纹和冷却水对模具腐蚀的综协作用下,在抽芯上下重复抽取的过程中,横向裂纹不时扩展,最后断裂。

    2.改良及效果

    基于上述断裂的缘由,必需对电火花加工工艺予以改良。以往为了进步消费效率,常常采用大电流加工内腔,产生的白亮层很厚,为了减小白亮层的影响,必需采用小电流精加工,同时增强电极自身的光亮度。当然也要思索消费效率,经过屡次调整,最后选择适宜的加工工艺,将白亮层减小至均匀10μm左右,如图9所示。在此之后必需去除白亮层,但是人工打磨必然形成打磨面粗糙不平的状况,凹凸不平的外表也会成为断裂的起始点。为了最大限度减少这种不平外表,采用电解抛光的办法。被抛光的抽芯内腔为阳极,不溶性金属为阴极,两极同时浸入到电解槽中,通以直流电而产生有选择性的阳极溶解,从而减小型腔内外表粗糙度值,到达外表光亮的效果。

    为了减少抽芯内腔冷却水对内壁的腐蚀作用,在冷却水内添加一定量的缓蚀剂和阻垢剂。在以上措施的维护下,目前抽芯消费8万余模次照旧良好,无断裂倾向。

    3.结语

    (1)模具电火花加工后必需去除白亮层,电解抛光型腔外表,增加光亮度,避免微裂纹产生及扩展。

    (2)在普通自来水的环境下,通冷却水路的抽芯型腔会发作腐蚀进而引发断裂。在冷却水内添加定量的缓蚀剂和阻垢剂后,有效地减少了腐蚀的发作,延长了模具寿命。

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