压铸模具失效形式以及如何提高寿命

压铸模具的失效形式及提高其使用寿命的途径近年来压铸生产的迅速发展，为汽车、摩托车的大量零部件提供了一种经济、高效的生产方式。

如何提高压铸模的使用寿命，历来是人们所关心的问题。

压铸模寿命短不但增加产品的成本，而且严重影响生产，成为生产上急待解决的关键问题。

2 压铸压铸模的失效形式2.1 热疲劳裂纹热疲劳裂纹是压铸压铸模最常见的失效形式，占压铸模失效的60％~70％。

由于压铸过程中压铸模反复经受急冷、急热所造成的热应力，导致在压铸模型腔表面或内部热应力集中处逐渐产生微裂纹，其形貌多数呈现网状，又称龟裂，也有呈放射状。

这些在压铸模表面浅层中的微裂纹，一般可以修复掉，如果热疲劳裂纹深入基体内部，修模会导致压铸模尺寸超差，或者由于压铸过程中循环次数的增加，热应力使热疲劳裂纹继续扩展成宏观裂纹，从而导致压铸模的失效。

热疲劳裂纹是热循环应力、拉伸应力和塑性应变共同作用而产生的。

塑性应变促进裂纹的形成，拉伸应力促进裂纹的扩展与延伸。

因此降低温度循环幅、增加压铸模材料强韧性、形成表面压应力，均可推迟或延缓热疲劳裂纹的形成及扩展，从微观分析，热疲劳裂纹往往在晶界碳化物、夹杂物集中区萌生，因此钢质洁净、显微组织均匀的优质热作模具钢有较高的热疲劳抗力。

2.2 整体脆性开裂整体脆性开裂是由于偶然的机械过载或热过载而导致压铸模灾难性断裂。

材料断裂时所达到的应力值一般都远低于材料的理论强度，由于微裂纹的存在，受力后将引起应力集中，使裂纹尖端处的应力比平均应力高得多。

压铸模脆性开裂引起的原因很多，诸如压铸操作失常引起的机械过载、热冲击，压铸模设计不合理产生应力集中等等。

材料的塑韧性是与此现象相对应的最重要的力学性能。

模具钢中夹杂物的减少，韧性将明显提高。

在实际生产中，整体脆断的情况较少发生。

2.3 溶蚀或冲蚀熔融的金属液以高压、高速进入型腔，对压铸模成形零件的表面产生激烈的冲击和冲刷，造成型腔表面的机械冲蚀，高温使压铸模硬度下降，导致型腔软化，产生塑性变形和早期磨损。

提高压铸模具寿命—细节决定成败一胜百模具技术（宁波）有限公司薛慧庆提高压铸模具的寿命，是压铸行业一直的追求。

产品生产者通常要求模具生产者提供寿命保证。

模具生产商通常把模具寿命保证的希望寄托在模具材料上，希望优质的模具材料能解决一切问题！优质的模具材料能解决一切问题吗？答案显然不那么肯定！只有系统地考虑模具设计、制造、服役、维护等各个方面的问题，遵循科学规律，才能真正在保障压铸产品质量的前提下，尽可能地提高压铸模具的寿命。

模具设计通常在模具设计阶段，建议注意以下几点：1：选择合适的R角。

R角开裂在压铸模具早期失效中经常发生，实验证明R角小于1mm时，材料的抗开裂的能力下降（图1），通常在压铸模具中有机械应力和热应力存在，热应力和温度变化和模具使用温度相关。

因此，参考各类模具的使用温度，一般建议锌压铸R角>0.5mm，铝压铸R角>1.0mm，铜压铸R角>1.5mm。

图1 冲击韧性和R角的关系（H13材料，硬度46-47HRC）2：要绝对保证模具的强度和刚度，防止模具使用过程中变形，降低模具寿命，因此，模壁要留有足够的厚度，通常建议：型腔到外表面的距离>50mm；型腔深度与模具厚度的比<1:3；浇口与型腔壁距离>50。

另外，优化模架结构，也非常重要。

在各个设计规范中对模架的设计都有表述，需要提到一点，对于长寿命模具，使用预硬钢(如ASTM 4140、4340(对应GB 42CrMo、40CrNiMoA)，ASSAB 718 )能有效提高模架的抗压塌性能。

3：采用镶件，对于易损坏或强度较少的部分分开成为下镶块，并且对于长寿模具建议推杆孔采用镶套。

4：浇口要远离型腔壁，型芯，镶块。

5：要在型腔面和冷却水道之间留有足够的距离，较短的距离会加大由于温度剧烈变化导致的热应力，过大的距离则没有冷却效果(参见图二)。

水孔壁离型腔一般建议为25mm，浇口处为28mm；角部型腔面距冷却水道的距离>50mm。

模具寿命及如何提高模具寿命成都大学工业制造学院陈涛一、模具寿命模具是压力压力加工或其他成形工艺当中，是材料（金属或非金属）变形成产品（成品或半成品）的成形工艺装备。

作为工艺装备，就有一定的使用时限，这个时限就是模具的寿命，通常意义上讲：模具因为磨损或其他形式失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数，称为模具的使用寿命，简称模具寿命。

模具的寿命有以下几个方面的影响：1．高质量、寿命长的模具可以提高压制品的生产率及质量，同时模具是比较昂贵的声场工具，目前模具加工费占产品成本的10%~30%，其寿命长短不但影响到模具本身的制造综合成本。

而且也影响难道压制品的成本和工艺部门的工作量等。

2．模具的寿命关系到少、无切削工艺的推广应用。

3．模具的寿命影响到一些先进的高效率、多工位压力加工设备正常效能的发挥。

4．模具寿命也影响到模具钢的消耗，特别是合金模具钢的消耗。

二、如何提高模具寿命随着工业自动化程度的不断提高，模具的应用越来越广泛。

但目前在我国的许多企业中，模具的使用寿命还比较低，仅相当于国外的1/3～1/5。

模具寿命低、工作部分精度保持性差，不仅会影响产品质量，而且会造成模具材料、加工工时等成本的巨大浪费，大大增加产品的成本并降低生产效率，严重影响产品的竞争力。

研究表明：模具的使用寿命与热处理不当、选材不合适、模具结构不合理、机械加工工艺不合理、模具润滑不好、设备水平差等诸多因素有关。

根据对大量失效模具的分析统计，在引起模具失效的各种因素中，热处理不当约占45%，选材不当、模具结构不合理约占25%，工艺问题约占10%；润滑问题、设备问题等因素约占20%。

因此，在模具设计和制造过程中，选用恰当的材料，合理设计模具结构，选择合理的热处理工艺，妥善安排模具各零件的加工工艺路线，改善模具的工作条件，都有利于提高模具的质量和使用寿命。

1．要想提高模具的使用寿命，则在设计时需要考虑到很多因素。

包括模具材料的选用，模具结构的可使用性及安全性，模具零件的可加工性及模具维修的方便性，这些在设计之处应尽量的考虑周全。

压铸模失效分析(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--压铸模失效分析压铸模失效形式主要有：尖角、拐角处开裂、劈裂、热裂纹（龟裂）、磨损、冲蚀等。

造成压铸模失效的主要原因有：模具材料及配件的缺陷；模具加工、使用、维修不当；模具热处理工艺问题。

一、模具材料自身存在的缺陷众所周知，压铸模的使用条件极为恶劣。

以铝压铸模为例，铝的熔点为580-740℃，使用时，铝液温度控制在650-720℃。

在不对模具预热的情况下压铸，型腔表面温度由室温直升至液温，型腔表面承受极大的拉应力。

开模顶件时，型腔表面承受极大的压应力。

数千次的压铸后，模具表面便产生龟裂等缺陷。

压铸使用条件属急热急冷。

模具材料应选用冷热疲劳抗力、断裂韧性、热稳定性高的热作模具钢。

制造压铸模的材料选用，应保证压铸模在其正常的使用条件下达到设计使用寿命。

在优选供应商的基础上，对模具材料在使用前应尽可能进行检查。

常用检查手段：（1）宏观腐蚀检查。

主要检查材料的多孔性、偏析、龟裂、裂纹、非金属夹杂以及表面的锤裂、接缝等。

（2）金相检查。

主要检查材料晶界上碳化物的偏析、分布状态、晶料度以及晶粒间夹杂等。

（3）超声波检查。

主要检查材料内部的缺陷和大小。

二、压铸模的加工、使用、维修和保养压铸模在设计过程中，应注意避免缺陷出现，必要时需跟产品设计工程师讨论产品的合理结构。

模具加工过程中，模板应采用足够厚度。

减低弯曲变形对模具的损害。

在加工冷却水道时，两面加工中应特别注意保证同心度；防止连接处出现拐角，避免开裂。

冷却系统的表面应当光滑，最好不留机加工痕迹。

电火花加工在模具型腔加工中应用越来越广泛，但加工后的型腔表面留有淬硬层，这是由于加工中，模具表面自行渗碳淬火造成的。

淬硬层厚度由加工时电流强度和频率决定，粗加工时较深，精加工时较浅。

无论深浅，模具表面均有极大应力，若不清除淬硬层或消除应力，则在使用过程中，模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。

压铸模具的常见问题以及处理方案1. 模具裂纹压铸模具在制作或使用过程中，可能会出现裂纹现象。

裂纹可能是由于材料选择不当、热处理不充分、加工工艺不合理等原因导致的。

在出现裂纹时，应立即停止使用模具，以免造成更大的损坏。

处理方案：选用合适的材料，如高韧性、高强度、高耐磨性的模具钢；进行充分的热处理，提高模具的强度和韧性；优化加工工艺，避免出现过大的应力集中。

2. 模具磨损压铸模具在使用过程中，由于金属液的冲刷和摩擦，容易导致模具表面的磨损。

磨损可能是由于高温氧化、硬度过低、耐磨性不足等原因导致的。

处理方案：采用高硬度、高耐磨性的模具材料；对易磨损部位进行特殊处理，如增加耐磨涂层；定期检查和维修模具，及时更换磨损严重的部件。

3. 模具堵塞压铸模具在使用过程中，可能会因为金属液中的杂质、涂料残留等原因导致堵塞。

堵塞会影响压铸生产的效率和产品质量。

处理方案：定期清理和清洗模具，保持模具的清洁度；加强原料的质量控制，减少杂质和涂料残留；设计合理的浇注系统，避免出现死角和滞留点。

4. 模具变形压铸模具在使用过程中，可能会因为冷却不均匀、热处理不当等原因导致变形。

变形会影响压铸产品的尺寸精度和外观质量。

处理方案：优化冷却系统，确保模具均匀冷却；进行充分的热处理，提高模具的稳定性和精度；定期检测和修正模具的变形情况，保持模具的精度和形状。

5. 模具脱模不良压铸模具在使用过程中，可能会出现脱模不良的现象。

脱模不良可能是由于模具材质问题、模具设计问题、加工工艺不合理等原因导致的。

处理方案：选用合适的模具材料，如高硬度、高耐磨性的材质；优化模具设计，提高脱模性能；加强加工工艺的控制，保证模具的加工精度和表面光洁度；使用合适的脱模剂，减少粘模现象。

6. 模具热疲劳压铸模具在使用过程中，可能会因为反复的热循环和冷热交替而产生热疲劳裂纹。

热疲劳会影响模具的使用寿命和压铸产品的质量。

处理方案：降低加热温度、延长保温时间，减少热循环的次数；优化冷却系统，提高模具的冷却效率；定期进行热处理，恢复模具的硬度和强度；选择合适的热传导材料，减少热损失。

怎样延长铸造模具的使用寿命铸造模具是在金属铸造中使用的重要工具，但长期使用后，模具很可能会损坏或磨损。

因此，保护铸造模具并延长其使用寿命非常重要。

以下是一些延长铸造模具使用寿命的方法：定期清洁模具铸造模具需要经常清洁和维护。

模具在使用一段时间后会积累金属残留物和杂质，这些残留物会导致模具表面磨损和损坏。

定期清洗和维护模具，可以有效地去除这些积累的物质，保护模具免受损坏。

使用合适的铸造材料我们应该使用合适的铸造材料，以保护模具。

不同的铸造材料具有不同的性质和特点，因此我们应该选择最适合使用环境的材料以减少磨损和损坏。

例如，在高温或高压环境下，合适的材料应该具有高温强度和抗压能力。

进行加工后热处理通过热处理可以增加模具的硬度，同时保持其韧性和抗磨损性，进而延长使用寿命。

许多模具可以通过火热或冷却处理等方法进行加工后热处理，以获得更好的效果。

使用润滑剂使用润滑剂是保护铸造模具并延长其使用寿命的一种简单有效的方法。

润滑剂可以减少摩擦和磨损，从而降低磨损的风险。

润滑剂应该应用到需要保护的各个表面上，以确保完全的覆盖和保护。

进行定期检查和更换模具使用寿命过长后不可避免会出现损坏或磨损。

因此，模具的定期检查和更换是很重要的。

当模具出现严重损坏或磨损时，必须及时更换，以保护工作场所的效率和安全。

如果一个模具无法正常工作，则容易引起其他机器的故障并且会影响生产效率。

结论保护铸造模具并延长其使用寿命有助于提高生产效率和效益。

使用合适的材料和润滑剂，进行加工后热处理，定期清洁和维护，并定期检查和更换模具，可以有效地延长铸造模具的使用寿命。

为了确保安全和高产率，负责任的工程设计师和管理人员应该把铸造模具的保护和保养纳入到他们的工作中去，以确保高质量的生产。

压铸模具失效形式以及如何提高寿命压铸模具是压铸生产中最重要的零部件之一，它承担着压铸工艺中的成型和冷却功能，是压铸产品质量和产量的关键因素之一。

然而，由于压铸模具在工作过程中受到高温高压的影响，加之工作频次高，很容易出现失效现象。

本文将探讨常见的压铸模具失效形式以及如何提高其寿命。

一、压铸模具失效形式1. 疲劳失效。

由于模具在压铸生产中的高频使用，反复受力反复工作，易产生疲劳失效。

疲劳失效分为低应力疲劳和高应力疲劳，低应力疲劳主要表现为模具表面开裂、裂纹扩展；高应力疲劳主要表现为模具出现断裂现象。

2. 磨损失效。

在模具定向移动过程中，会磨损模具表面，削减模具尺寸精度，造成松动和失效。

磨损失效分为粘着磨损、磨粒磨损、抛光磨损等。

3. 腐蚀失效。

模具在高温高压下与铝合金反应，会导致腐蚀失效。

大量的铝合金氧化物和废气产生，这些氧化物会在模具表面附着、腐蚀，严重影响模具的使用寿命。

4. 热疲劳失效。

在模具与铝合金摩擦过程中，会产生大量的热量，造成热膨胀和收缩，导致热疲劳失效。

热疲劳失效不可逆，一旦发生，模具寿命会大幅缩短。

二、提高压铸模具寿命的方法1. 优化模具设计。

在模具设计阶段，可以采用耐热合金、表面渗碳处理等技术和材料，以提高模具的耐热性、耐腐蚀性和耐磨损性。

2. 加强模具维护。

定期对模具进行清洁和润滑，对磨损严重的模具进行翻新和更新，是提高压铸模具寿命的必要手段。

维护模具还可以准确的检测模具工作情况，及时调整和修复模具。

3. 优化压铸工艺。

优化压铸工艺，可以减少模具的应力和疲劳程度。

通过优化压铸工艺可以选择合适的铝合金材料和合理的工艺参数，具有重要的提高模具使用寿命和生产效率的作用。

4. 加强模具管理。

科学的模具管理，可以提高压铸模具的使用效率和寿命。

包括模具存储、模具抽检、模具保养四个方面。

结论：压铸模具是压铸产品质量的关键环节，模具失效会影响生产效率和生产成本，甚至还会产生质量问题。

因此，提高压铸模具的寿命是非常重要的。

提升模具加工质量来提高压铸模的使用寿命有什么方法？模具失效是指模具工作部分发生严重磨损或损坏而不能用一般修复方法使其重新使用的现象。

模具的失效分偶然失效（因设计错误、使用不当引起模具的过早破坏）和工作失效（因正常破损而结束模具使用寿命）两类。

压铸模的失效形式主要有侵蚀、磨损、变形、冷热疲劳和开裂五种。

锌合金的浇注温度很低，压铸模的失效形式主要是侵蚀和磨损；铝合金、铜合金压铸模的失效形式主要是热疲劳，但侵蚀，也不能忽视。

铝合金压铸模，特别是大型压铸模有时出现开裂。

压铸模的型腔表面，除受到高压高速熔融合金的冲刷外，还吸，收熔融合金在凝固过程中释放的热量，使表面层的温度剧烈上升，与其内部产生很大的温差，表面层产生压应力。

当开模后，型腔表面与空气接触，受到压缩空气和涂料的激冷而产生拉应力。

于是，型腔表面层受到交变应力作用，超过模具材料的疲劳极限时，产生塑性变形，在晶界处产生裂纹，这种失效称为热疲劳失效。

另外，熔融合金中含有氢、氧等活性气体，使模具表面被氢化、氧化。

又由于摩擦和液压冲击产生的热冲蚀磨损，加剧了热应力状态，从而产生黏附。

推出铸件时，模具受到机械载荷的作用，都会导致模具的失效。

总之，模具失效的主要原因有以下三点：①热交变应力引起的热疲劳。

②熔融合金对模具材料的化学—物理作用。

③压铸件脱模时，模具产生的局部应力。

影响压铸模使用寿命的主要原因有：模具的工作和设备条件，使用过程中的维护和保养，压铸件的材质、壁厚、尺寸和形状的影响，以及模具的材质、模具设计与制造工艺和质量等。

提高模具的使用寿命，应从以下几个方面加以考虑：①采用先进合理的毛坯锻造工艺，使碳化物分布均匀，形成合理的金属流线，提高耐磨性和各向同性以及抗胶合能力。

②严格控制机加工质量，特别是模具工作零件的磨削加工对模具使用寿命的影响最大，主要表现在磨削时工件表面出现的磨削应力和磨削裂纹、磨削热降低了零件的耐疲劳（热疲劳和冷疲劳）能力及耐蚀能力。