赣州市首荋五金模具厂
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热裂是模具最常见的失效形式。热裂纹通常形成于模具型腔表面或内部热应力集中处,当裂纹形成后,应力重新分布,裂纹发展到一定长度时,由于塑性应变而产生应力松弛使裂纹停止扩展,随着循环次数的增加,裂纹尖端附近出现一些小空洞并逐渐形成微裂纹,与开始形成的主裂纹合并,裂纹继续扩展,最后裂纹间相互连接形 成网络状裂纹而导致模具失效。热裂主要是材料热应力疲劳所引起,即材料在热应力的作用下,由于经受反复或脉动应变而产生的一种连续的、 局部的、永久性的组织变化。与热裂相对应的最 重要的材料性能是材料的抗热疲劳性。迄今为止,衡量材料抗热疲劳性能的标准尚未统一。因此,如何用常规力学性能来反映抗热疲劳性能就显得较为重要。有资料表明,与抗热疲劳性能有关的最重要的力学性能是材料的强度,另一种观点则更倾向于材料的韧性。从热疲劳试验结果分析[1],铝压铸模具的热疲劳裂纹中存在疲劳辉纹,并以弹性应变为主,而且多数模具的使用寿命在 104~105 次以上,具有高周疲劳的特性。根据疲劳强度理论,强度高的材料更能适应长周期的弹性应变,在这种情况下,抗热疲劳性能与强度的联系更为紧密。但是,如果型腔表面的工作温度偏高( 如压铸铜及铁基合金等) 或因其他因素使模具产生过大的热应力,从而使应变幅度大大超过材料的弹性应变范围,应变则以塑性应变为主, 具有低周疲劳特性。此时韧性高的材料具有更大的优势。因此考核材料的热疲劳性能时,应注意区分材料的疲劳形式,并据此确定模具合适的强韧性配合。
(1)模具材料的影响,模具钢的晶界无共 晶碳化物夹杂,大块状的共晶碳化物和杂质强度 极小,不能抵抗热疲劳,降低了钢材的塑性,是 热裂发生的起源点,同时模具组织存在的成分偏析导致在相同奥氏体化温度下, 淬火后得到的马 氏体组织粗细不均匀,这也是产热裂的原因之一;
(2)模具的设计的影响,过小的圆角半径、壁厚差悬殊的扁宽薄壁截面,以及孔、槽位置不合适等,很容易在模具热处理和使用过程中引起过大的应力集中而萌生裂纹,同时冷却系统设计不合理,会使模具的冷却不均匀产生热应力,导致热裂的产生。安远汽车连续模具