鍛壓模具的降解機理
模鍛是目前最先進的鍛造技術，主要用於模具關鍵部件的批量生產。 最大的缺點是成型工具的耐用性差。 據diecastingcompany.com編輯介紹，工具成本佔產品總成本的8-15%。 事實上，如果考慮到更換磨損刀具所需的時間和意外故障造成的損失，成本可能高達30%到50%。 而且，刀具的磨損會造成鍛件質量的顯著劣化。 刀具磨損引起的最常見的缺陷是型腔填充誤差，即折疊、毛刺、變形、划痕、分層以及微觀和宏觀裂紋。
這些缺陷最終會影響鍛造產品的性能。 由於市場競爭激烈，模鍛產品製造商在提高鍛件質量的同時不斷降低成本。 即便如此，他們仍然對刀具耐用性差的問題很感興趣。
工具的耐用性通常以多種方式定義。 在生產方面，工具的耐用性是用鍛件的數量來表示的，即用這種工具所能得到的具有預期質量的產品的數量。 根據這個定義，工具的平均耐用度可能在 2,000 到 20,000 件之間。 就工具而言，耐久性與退化有關，因此定義為承受退化現象的能力。 本文主要採用第二種定義。 應該說，鍛造工具在使用過程中受到多種退化因素的影響，這些因素的相互作用使得問題的分析變得更加困難。 在有關這一主題的文獻中，可以找到對降解現象的各種解釋。
據多位學者統計，鍛模退出使用的主要原因是磨損尺寸的變化。 磨損造成的模具報廢約佔70%，塑性變形約佔25%，疲勞開裂等原因僅佔5%左右。 許多現象經常同時發生，它們的相互作用取決於模具的設計、鍛造和製造的條件、模具材料的熱處理以及瓶坯和鑲件的形狀。
鍛模的工作條件：在熱模鍛過程中，工具主要受到三個方面的退化：強烈的熱衝擊、機械載荷的周期性變化以及高溫高壓。 為了降低鋼材在熱鍛時的屈服應力，將變形的金屬加熱到10,000-2,000攝氏度。 在材料變形的瞬間，刀具表面的溫度可能會達到800攝氏度，然後進行密集冷卻，因此刀具會受到很大的溫度梯度。 在模具的橫截面上，模具表面溫度和近表面溫度可能相差數百攝氏度。 熱模鍛的溫度比熱鍛低，也就是說鋼的變形溫度達到攝氏900度左右。 這意味著刀具表面循環加熱和冷卻所產生的載荷不如熱鍛大。 儘管如此，半熱鍛過程中使用的工具壽命仍然很短。 這主要是由於循環溫度和較大機械載荷的綜合影響。 機械載荷主要來自冷卻和較硬的材料。
鍛造工具的退化機理
鍛造工具的使用壽命主要取決於它們的設計、製備、工具材料的熱處理、鍛造條件、預製件和芯塊的形狀等。我們可以在這方面的文獻中找到很多關於退化的信息。 這些機制分為不同的類別。 研究結果表明，鍛造刀具表面主要發生以下磨損機制：磨粒磨損、熱機械疲勞、塑性變形、疲勞開裂、粘著磨損和氧化。 刀具工作壓痕的形狀決定了接觸時間、壓力、摩擦路徑和溫度的變化，從而決定了特殊退化機制的發生率。
在平坦區域，工具與熱材料的接觸時間最長，也是產生最大壓力的地方。 熱機械疲勞是主要的退化機制。
倒圓的內半徑受循環拉伸載荷的影響，這是由外載荷增加引起的，主要發生在鍛造過程中變形趨於集中時。 結果，疲勞微裂紋在工具使用過程中發展成大裂紋並出現在這些地方。 模具凹痕的外半徑和模具印記進入閃橋的地方由於材料在高溫條件下的弱化，材料的屈服點越低，從而導致塑性變形。 變形材料的密集流動會在這些區域造成磨粒磨損，而在高溫氧化過程中，在工具鍛造材料表面形成的硬質氧化物進一步加劇了磨損。
鍛模降解機理的粘著磨損
粘著磨損發生在表層的塑性變形區，特別是表面不規則的地方。 它通常發生在高壓和相對低速的條件下，主要是由於類似的材料相互作用或材料表現出化學親和力（典型的鍛造加工條件）。 在較高壓力條件下，成型材料沿工具表面滑動，去除氧化物塗層，使工具的新表面暴露在外。 這主要發生在表面投影的不規則區域（粗糙表面的峰部）。
當這些地方的材料相互靠近放置時，使原子間力開始起作用，就形成了局部金屬鍵。 然後，隨著表面彼此進一步移動，金屬鍵被破壞。 在這個過程中形成了表層的塑性變形。 金屬鍵的斷裂導致金屬顆粒剝落，這些顆粒往往會粘在表面上。
鍛模退化機理的磨粒磨損
材料損失通常歸因於磨料磨損。 剝落顆粒的大小主要取決於鍛造係數和工具表面層的性能。 粘著磨損的一個例子是 CV 萬向節外殼鍛造的第二階段操作，如圖所示。 材料在這個過程中變形的溫度在900℃左右，也就是說，通常比傳統的熱鍛過程低很多，容易出現這種磨損。 粘合劑磨損會粘附在材料本身或工具上，從而減小橫截面積。
磨粒磨損是材料損失的結果，主要是通過材料與表面的分離來實現的。 當有鬆散或固定的磨粒，或當相互作用表面上有不規則的突起部分時，就會發生磨粒磨損。 對於鍛造工具，其硬度遠高於變形材料的硬度。 在這種情況下，如果鍛造工具與變形材料的接觸部分出現磨粒，就會發生磨粒磨損。 硬質氧化物顆粒的出現會加劇磨粒磨損，這些顆粒是在高溫條件下與鍛件和模具分離的小顆粒和模具表面形成的。 由於這種機制，沿著材料變形變化的方向產生凹槽。
它們的形狀和深度主要取決於鍛造條件。 突出部分特別容易磨損，並會在其進一步使用期間迅速從工具表面移除，這會導致材料損失和材料幾何形狀的變化。 特別容易形成磨粒磨損，對磨粒磨損也特別敏感的地方是材料變形過程中滑移時間最長的地方。 最常見的是模具型腔的外半徑，模具進入閃橋的地方。
轉載請保留本文出處和地址: 鍛壓模具的降解機理
明和 壓鑄公司 致力於製造和提供優質和高性能的鑄件（金屬壓鑄件範圍主要包括 薄壁壓鑄,熱室壓鑄,冷室壓鑄),圓形服務（壓鑄服務，數控加工,模具製作，表面處理）。任何定制的鋁壓鑄件、鎂或 Zamak/鋅壓鑄件和其他鑄件要求歡迎與我們聯繫。
在ISO9001和TS 16949的控制下，所有工藝都通過數百台先進的壓鑄機、五軸機等設備進行，從噴砂機到超聲波清洗機。 銘禾不僅擁有先進的設備，而且擁有專業的由經驗豐富的工程師、操作員和檢驗員組成的團隊，使客戶的設計成真。
壓鑄件的合同製造商。 能力包括從 0.15 磅起的冷室鋁壓鑄件。 至 6 磅，快速更換設置和加工。 增值服務包括拋光、振動、去毛刺、噴丸、噴漆、電鍍、塗層、裝配和工具。 使用的材料包括合金，例如 360、380、383 和 413。
鋅壓鑄設計協助/並行工程服務。 精密鋅壓鑄件的定制製造商。 可製造微型鑄件、高壓壓鑄件、多滑塊模具鑄件、常規模具鑄件、單元模具和獨立壓鑄件和型腔密封鑄件。 鑄件可製造的長度和寬度最大為 24 英寸 +/-0.0005 英寸公差。
ISO 9001: 2015 認證的壓鑄鎂製造商，能力包括高達 200 噸熱室和 3000 噸冷室的高壓鎂壓鑄、模具設計、拋光、成型、機加工、粉末和液體噴塗、具有 CMM 能力的完整 QA ，組裝，包裝和交付。
鑄造行業 零件案例研究：汽車、自行車、飛機、樂器、船隻、光學設備、傳感器、模型、電子設備、外殼、時鐘、機械、發動機、家具、珠寶、夾具、電信、照明、醫療設備、攝影設備、機器人、雕塑、音響設備、運動器材、工具、玩具等。
我們接下來可以幫助您做什麼？
∇ 前往主頁 壓鑄中國
By 明和壓鑄製造商 |分類： 有用的文章 |材料 標籤： 鋁鑄件, 鋅鑄件, 鎂鑄件, 鈦鑄件, 不銹鋼鑄件, 黃銅鑄件,青銅鑄件,鑄造視頻,公司歷史,鋁壓鑄件 |評論關閉
