H13钢铝合金压铸模具失效分析及寿命提高措施小论文.doc

H13钢铝合金压铸模具失效分析及寿命提高措施
代兵,胡晓涛,袁世平
(重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054)
摘要:通过化学成分分析、硬度测试、显微组织分析、微观形貌观察、能谱分析等手段,分析H13钢铝合金压铸模具失效的原因。结果发现,失效的主要原因是模具型腔的红硬性下降、耐磨性、耐腐蚀性不够,在高温金属液体的冲击下模具型腔产生磨损、腐蚀。提出了提高模具寿命的措施:通过采用合理的热处理工艺及表面强化技术提高压铸模具型腔的红硬性、耐磨性、耐腐蚀性。
关键词:压铸模具;失效;热处理工艺;表面强化;使用寿命
Failure Analysis on H13 Steel Aluminum Alloy Die-casting Mold and Measures of Improving Service life
DAI Bing, HU Xiaotao, YUAN Shiping
(College of Material Science and Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China)
Abstract: According to chemical analysis, hardness testing, microstructure analysis, microscopic morphology, spectrum analysis, etc, the reasons for H13 steel aluminum die casting failure was analyzed. The results show that the mold cavity’s red hardness dropped and the wear and corrosion resistance were not enough, which are the main reasons for the failure, with the cavity being worn and corroded by the crash of the high temperature metal liquid. Put forword measures of improving the service life of the mold ,that is through improving heat treatment and surface hardening technology which were used to improve the casting mold cavity’s red hardness, wear resistance and corrosion resistance.
Key words: die-casting die; failure; heat treatment process; surface hardening; service life
作者简介:代兵(1971-),男,重庆人,硕士,副教授,主要研究方向为精密塑性成形及模具技术、非传统加工及模具数字化制造;电话:**********;Email:******@cqut.
1 引言
H13钢铝合金压铸模具工作时,熔融的高温金属液以高压、高速进入模具型腔,对模具型腔表面产生激烈的冲击和冲刷,造成型腔表面的机械冲蚀,高温使压铸模具硬度下降,导致型腔软化,产生塑性变形和早期磨损,从而降低模具的使用寿命[1]。如何提高压铸模具的使用寿命,历来是人们所关心的问题。压铸模具寿命短不但增加产品的成本,而且严重影响生产,成为生产上急需解决的关键问题。
2 铝合金压铸模具失效背景及失效原因分析
失效背景
某压铸模具的型芯型腔结构如图1,加工工艺过程为:下料→锻造→球化退火→铣削加工→淬火→电火花成形加工→研磨抛光。其材料为H13钢,经1030℃淬火、再经过两次500-600℃的回火,基体硬度 46-49HRC,模具的耐磨性、抗疲劳性、耐蚀性等有所提高。该厂的模具钢在浇注温度670℃,模具预热温度200℃,-3m/s,慢/快压射距离为350/70,模具使用500次,在模具型腔表面出现了一些小坑及一些沟槽,底部凹角处有冲蚀痕迹。如果模具再继续使用,模具型腔表面缺陷会更大,将会影响产品的外观质量。
失效的位置
(a)模具型芯(b)模具型腔
(a) (b)
图1 失效的模具及失效的位置(a)模具型芯(b)模具型腔
失效原因分析
(1)H13钢材质分析
将模具失效的部分用线切割机切下,并横向切下一块未失效的H13钢,用