铝合金压铸模具失效分析及寿命提高措施

铝合金压铸模具失效分析及寿命提高措施

摘要：各类工业技术的高速发展带动着压铸技术得到了相对广泛的应用，其中最具有代表性的便是铝合金压铸模具。而从具体工作展开与推进上来看，铝合金压铸模具会受到材料、压铸方式以及外界因素的综合影响，出现压铸失效的情况造成材料的过度浪费。由此，要对铝合金压铸模具失效的情况进行分析，寻找提高使用寿命的各类方式。

关键词：铝合金；压铸技术；模具；使用寿命

引言

压铸技术自诞生以来，常常被用在高强度、公差小且精准度高的各类合金生产当中，其中又以铝合金压铸最具代表性，在汽车制造行业有着较广的应用范围。在近几年间，社会对铝合金压铸模具的整体需求量呈现出逐步上涨的趋势，对铝合金压铸成效的要求也相对较高，需要相关工作者明确生产当中可能会出现模具失效各类情况，延长模具本身的使用寿命，带动国内铝合金压铸技术的全面发展。

一、铝合金压铸模具的常见失效形式

（一）热裂

在对金属类材料展开现代化的加工时，往往需要对金属材料采取高温加工的方式，提高金属材料可塑性的同时，优化后期压铸成效。在高温加工当中，热裂属于一类相对常见的问题，也是压铸模具技术在应用当中出现概率最高的失效情况。从各项数据上来看，超过八成的压铸模具失效，都是受到模具钢在应用当中出现热疲劳抗力下降以及高温环境下稳定能力较弱而诱发的。金属类材料基本都存在有疲劳度极限，而模具钢在应用过程中会长时间处在高温环境下，进而在热疲劳上会出现逐步下降的情况，持续高温软化与冷却工作，会是的金属材料在这一过程中慢慢丧失优质的变形抗力，此时金属材料的应变力会持续上升到金属疲劳度的峰值。

铝合金压铸模具在生产当中所受到的热应力会呈现出周期性的变化，而材料表面此时也会因外力作用而出现塑性压应变以及弹性拉应变，随着变形次数的增加，材料表面的氧化膜会出现破损问题，以此来释放剩余的应力。如果所释放的剩余应力已经超过材料本身的承受能力，则会在模具材料上出现热裂问题。需要注意的是，热裂纹在形成方面，往往会集中在模具的型腔位置以及热应力相对集中的位置，在出现热裂现象后，模具所受到的应力会表现出二次分布的情况，使得热裂范围逐步增加。而循环次数的增多也会使得裂纹顶部逐步产生一部分细小孔洞，孔洞周围又会逐步形成细微的裂痕，并在这一过程中与前期产生的热裂纹相互融合，裂纹范围过大使得模具失去应用效果。

（二）冲蚀

铝合金这类金属材质在应用当中，往往会在高温熔化状态下对模具钢造成较多的影响，其中相对具有代表性的便是侵蚀、冲刷以及腐蚀这几个问题。而在铝合金压铸工作的推进当中，熔化后的金属液体在短时间内进入型腔当中，一定程度上会损坏脱模剂以及模具表面所具备的保护层。失去保护层后，金属液体能够与模具之间产生直接的接触，进而引发各类化学反应以及物理反应，使得模具表面出现点蚀问题，在之后的压铸模具工作当中也会在点蚀部位出现更加严重的冲蚀与损伤问题，粘铝现象相对严重。而在具体的生产工作应用与推进当中，金属溶液也会对浇口部位造成侵蚀，此时可以利用调节浇口角度以及进浇位置来缓解冲蚀问题。

（三）整体脆断

这类情况的出现主要是受到机械运转当中产生的过载问题影响，机械过热也会诱发整体脆断的情况，不利于铝合金压铸模具工作的有效展开与推进。在断裂上，部分情况下会表现出模具整个断裂的问题，同事也可能在模具局部产生裂纹，使用过程当中逐步扩展。一旦模具局部所需要承受的应力已经超过裂纹部位的承载能力，则会使得模具产生断裂问题，模具失效相对严重。由此能够明确，模具材料的塑韧性是决定整体断裂的主要因素，材料中有严重缺陷或操作不当，则会引起整体脆断。

二、提高铝合金压铸模具使用寿命的具体措施

（一）调整模具本身的结构设计效果

如果能够保障压铸模具本身有着相对较强的结构设计效果，则能够从根源上去预防许多失效问题，延长铝合金压铸模具本身的使用寿命。相关工作者在推进铝合金压铸模具结构的现代化设计工作时，首先可以将CAE技术展开应用，调整压铸模具的内浇口位置，以此来降低铝液在浇筑当中为压铸模具所造成的各类压力，减缓冲蚀情况的出现，实现模具使用寿命的有效提升。如果想要保障铸造工作在推进当中能够充分发挥自身的应用效果，规避铸造工件出现表面受损的情况，削弱铝合金液对压铸模本身造成的负面作用，则可以在合理范围内适当放宽内浇道的截面积，并规避内浇道产生堵塞问题。在推进结构层面的现代化设计工作时，相关工作者可以将整体式溢流槽结构应用道铝合金压铸模具当中，优化模具在金属热疲劳方面存在的缺陷，实现压铸模局部温度的有效管控，减轻变形量从而提升最终压铸工作的生产质量。

其次，设计人员可以将模具型芯设计成台阶状，以此来降低压铸工作在推进当中因材料之间存在的物理反应以及化学反应而出现的粘模问题。之后调整模具的内部结构，将双型芯对铸结构应用到其中可以有效缓解压铸模具在应用当中受到的物理反应影响影响。压铸模当如果存在有热裂纹问题，则可以将镶件结构进行应用，以便在发现热裂问题时调换对应的构建。需要注意的是，在推进铝合金压铸模具的设计工作时，要根据当前压铸工作所要达到的精细度进行调整，优先采用闭环管理来调节各类误差问题。

（二）优化模具本身的加工流程与加工方式

这部分内容在具体的推进当中需要充分分析各类金属材质本身具备的各类应用特性，筛选出高合金材质来推进模具的锻造，将各类先进生产技术与加工技术应用到其中，铸造一定大小的模块毛胚，促使金属材料可以满足后续生产工作所提出的各项需求，调节铝合金本身的应用效果并延长使用寿命。需要注意的是，这类材质的模具本身并不具备良好的导热能力，容易出现内外温差过大的情况，因此在推进加热过程中，要规避短时间内大幅度提升问题的操作，在保证模具可以实现受热均匀的同时，调节锻造工作本身的温度调节成效，减少裂纹的出现概率。

模具本身的切割工作在内容应用当中，往往要重视起过渡区域的精细度把控效果，避免过渡区域以及连接区域出现瑕疵。如果模具在具体的切割处理当中出现切割成效不达标或者误差较大的问题，则会使得模具在过渡区域出现明显的应力集中问题，部分情况下会使得模具本身的使用寿命受到损害。调整电火花加工参数用电解法或机械研磨法研磨电火花加工后的表面，除去异常层中的白亮层，尤其是要除去显微裂纹。在电火花加工后安排一次低温回火，使异常层稳定化，阻止显微裂纹扩展。

（三）调整生产工作的各项细节性内容

相关工作者在推进铝合金压铸模具的技术应用工作时，如果想要进一步提高铝合金压铸模具本身所具备的使用寿命，发挥出模具本身的经济效益，则要在压模工作推进之前，来推进相应的预热工作在保障压铸模具能够更好适应生产需求的同时，降低热应力。之后要重视起压铸模的定期退火工作，实现交变应力的有效削弱。

结语

综上所述，在对铝合金压铸模具失效分析及寿命提高措施这方面展开研究工作时，可以从调整生产工作的各项细节性内容；优化模具本身的加工流程与加工方式；调整模具本身的结构设计效果等几个方面来进行，发挥铝合金压铸模具技术应用效果的同时，规避模具过快报废而造成大量的经济损失。

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