Причины выхода из строя пресс-формы для литья под давлением

Дата:

2022-04-06

Ввиду длительного производственного цикла, значительных инвестиций, высокой точности изготовления и высокой стоимости пресс‑формы для литья под давлением мы рассчитываем на продолжительный срок её службы. Однако из‑за воздействия ряда внутренних и внешних факторов — таких как свойства материалов и технологические процессы — пресс‑форма часто выходит из строя раньше срока, что приводит к её преждевременному списанию и значительным потерям.

Причины выхода из строя пресс-формы для литья под давлением

Ввиду длительного производственного цикла, значительных инвестиций, высокой точности изготовления и высокой стоимости пресс-формы для литья под давлением предполагается, что она будет обладать длительным сроком службы. Однако из‑за воздействия ряда внутренних и внешних факторов — таких как свойства материалов и технологические процессы — пресс‑форма может выйти из строя преждевременно, что приводит к её списанию и вызывает существенные потери.

Основные виды разрушений пресс-форм для литья под давлением включают скос, трещины на углах, трещины, горячие трещины, царапины, износ и др. Основными причинами выхода пресс-форм из строя являются: дефекты самого материала, сложности при обработке, эксплуатации, техническом обслуживании и термической обработке.

Как известно, эксплуатационные требования к пресс-формам для литья под давлением чрезвычайно высоки. Взять, например, пресс-форму для литья алюминия: температура плавления алюминия составляет 580–740 °C; в процессе работы температура расплавленного алюминия поддерживается на уровне 650–720 °C. При литье под давлением без предварительного нагрева пресс-формы температура поверхности полости повышается от комнатной до температуры расплава, при этом на её поверхность действуют значительные растягивающие напряжения. При выталкивании поверхность полости испытывает сильное сжимающее напряжение. После более чем 1000 циклов литья на поверхности пресс-формы появляются трещины и другие дефекты.

Нетрудно заметить, что для литья под давлением характерны быстрый нагрев и быстрое охлаждение. Материал матрицы должен обладать высокой стойкостью к холодной и горячей усталости, высокой вязкостью разрушения и хорошей термической стабильностью; наиболее широко на данном этапе применяется сталь H13 (5Cr5CoV1Si). Известно, что 80% зарубежных форм изготавливаются из стали H13, тогда как в Китае по‑прежнему широко используется сталь 3Cr2W8V; однако эта марка отличается низкими технологическими характеристиками, плохой теплопроводностью, высоким коэффициентом линейного расширения и значительными термическими напряжениями в процессе эксплуатации, что приводит к трещинообразованию или даже растрескиванию матрицы. Кроме того, при нагреве она легко подвергается цементации, что снижает её износостойкость. Для матриц с невысокими требованиями к износостойкости и коррозионной стойкости подходит мартенситная сталь, устойчивая к горячим трещинам. Вольфрамо‑молибденовые и другие жаропрочные сплавы применяются преимущественно для небольших и средних вставок, испытывающих серьёзные проблемы с горячими трещинами и коррозией. Хотя эти сплавы хрупки и чувствительны к дефектам решётки, они обладают отличной теплопроводностью и высокой адаптивностью к литым матрицам толстостенных отливок, которые необходимо охлаждать, но не могут быть оснащены водяными каналами. Поэтому при надлежащей термообработке и грамотном производственном управлении сталь H13 по‑прежнему демонстрирует удовлетворительные эксплуатационные характеристики.

Материалы, используемые для изготовления пресс‑формы для литья под давлением, должны во всех аспектах соответствовать проектным требованиям, чтобы обеспечить расчётный срок службы пресс‑формы при её нормальной эксплуатации. Поэтому перед запуском в производство необходимо провести комплекс проверок, направленных на выявление и устранение дефектов материала. В целях предотвращения первичного брака формы и лишних затрат на обработку, обусловленных низким качеством материалов, обычно применяют такие методы контроля, как макрокоррозионный анализ, металлографический анализ и ультразвуковой контроль.

(1) Контроль макрокоррозии: проверка пористой структуры, усадочных пор, трещин, дефектов, включений неметаллических примесей, а также ударных трещин и швов на поверхности основных материалов.

(2) Металлографическое исследование для определения усадки, распределения, размера зерна и межзеренных примесей цементита в структуре основного материала.

(3) Ультразвуковой контроль, в основном направленный на выявление внутренних дефектов и измерение размеров материалов.

Связанные новости

undefined

undefined

Поделиться в

Назад