Die ultimative Offenbarung der Druckgussform
Angesichts der inländischen wirtschaftlichen Bausituation im 21. Jahrhundert müssen sich die Formenbauunternehmen an die Entwicklung der Marktwirtschaft anpassen, und die Automobilindustrie, die eine nationale Säulenindustrie ist, wird die Produktion von leichten Autos steigern und damit höhere Anforderungen an die stellen Präzision und Qualität der Formgussteile. Aufgrund des langen Produktionszyklus, der hohen Investitionskosten und der hohen Fertigungspräzision von Druckgussformen sind auch die Kosten relativ hoch. Daher hoffen viele Druckgussunternehmen, dass die Druckgussformen eine lange Lebensdauer haben, wodurch die Produktionskosten des Unternehmens gesenkt werden. Aufgrund des Einflusses einer Reihe interner und externer Faktoren wie Rohmaterialien und mechanische Bearbeitung ist jedoch das Phänomen des vorzeitigen Versagens und des Verschrottens von Druckgussformen üblich, was zu einer großen wirtschaftlichen Verschwendung von Unternehmen führt.
Zu den frühen Fehlersituationen der Form gehören hauptsächlich: Stempelbruch, Einsturz der Kante des Formhohlraums, Rissbildung des Grats durch die Brücke, Risse am Boden des Formhohlraums, Risse an den Ecken, Verschleiß und Erosion, usw. Die Hauptgründe für das Versagen von Druckgussformen sind die Mängel des Formmaterials selbst, Verarbeitung, Verwendung, Wartung und Wärmebehandlung der Form.
- Defekte im Formmaterial selbst
Wie wir alle wissen, sind die Bedingungen von Einsatz von Druckgussformen sind extrem hart. Am Beispiel der Aluminium-Druckgussform beträgt der Schmelzpunkt von Aluminium 580-740 ° C, und die Temperatur des geschmolzenen Aluminiums wird während des Gebrauchs auf 650-720 ° C geregelt. Beim Druckgießen ohne Vorheizen der Form steigt die Oberflächentemperatur der Kavität von Raumtemperatur auf die Flüssigkeitstemperatur an, und die Oberfläche der Kavität trägt eine große Zugspannung. Beim Öffnen des Werkzeugoberteils wird die Oberfläche der Kavität einer hohen Druckspannung ausgesetzt. Nach tausendfachem Druckguss treten Defekte wie Risse auf der Oberfläche der Form auf. Es ist ersichtlich, dass die Verwendungsbedingungen des Druckgießens schnelles Aufheizen und schnelles Abkühlen sind. Das Matrizenmaterial sollte aus Warmarbeitsmatrizenstahl mit hoher thermischer Ermüdungsbeständigkeit, Bruchzähigkeit und thermischer Stabilität bestehen. H13 (4Cr5MoV1Si) ist derzeit ein weit verbreitetes Material. Berichten zufolge verwenden 80% ausländischer Hohlräume H13, und 3Cr2W8V ist in China immer noch weit verbreitet, aber 3Cr2W8VT hat eine schlechte technische Leistung, eine schlechte Wärmeleitfähigkeit und einen hohen linearen Ausdehnungskoeffizienten. Während der Arbeit wird viel Wärmespannung erzeugt, was zu Rissen oder sogar Rissen in der Form führt, und es ist beim Erhitzen leicht zu entkohlen, was die Verschleißfestigkeit der Form verringert, sodass es sich um eine veraltete Stahlsorte handelt. Maraging-Stahl eignet sich für Formen, die keine hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegen thermische Rissbildung erfordern. Hitzebeständige Legierungen wie Wolfram und Molybdän sind auf kleine Einsätze mit starker thermischer Rissbildung und Korrosion beschränkt. Obwohl diese Legierungen sowohl spröde als auch kerbempfindlich sind, haben sie den Vorteil, dass sie eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Druckgusswerkzeug hat eine gute Anpassungsfähigkeit. Daher hat H13 bei angemessener Wärmebehandlung und Produktionsmanagement immer noch eine zufriedenstellende Leistung.
Das zur Herstellung der Druckgussform verwendete Material sollte in jeder Hinsicht den Konstruktionsanforderungen entsprechen, um sicherzustellen, dass die Druckgussform unter ihren normalen Gebrauchsbedingungen die vorgesehene Lebensdauer erreichen kann. Daher sollten vor Produktionsbeginn eine Reihe von Materialprüfungen durchgeführt werden, um eine frühzeitige Verschrottung von Formen und Verschwendung von Verarbeitungskosten durch fehlerhafte Materialien zu verhindern. Üblicherweise verwendete Prüfverfahren umfassen die makroskopische Korrosionsprüfung, die metallografische Prüfung und die Ultraschallprüfung.
- Makroskopische Korrosionsprüfung. Überprüfen Sie hauptsächlich die Porosität, Seigerungen, Risse, Risse, nichtmetallische Einschlüsse, Hammerrisse und Nähte des Materials.
- Metallographische Inspektion. Es untersucht hauptsächlich die Seigerung, den Verteilungszustand, die Kristallinität und die Einschlüsse zwischen den Körnern von Karbiden an den Korngrenzen des Materials.
- Ultraschalluntersuchung. Es prüft hauptsächlich die Defekte und Größen innerhalb des Materials.
- Verarbeitung, Verwendung, Reparatur und Wartung von Druckgussformen
Bei der Bestimmung der Einspritzgeschwindigkeit der Druckgießmaschine sollte die maximale Geschwindigkeit des Druckgießvorgangs 100 m/s nicht überschreiten. Wenn die Druckgießgeschwindigkeit zu hoch eingestellt ist, kann es leicht zu Korrosion der Form und vermehrten Ablagerungen an Hohlraum und Kern kommen; aber die Einspritzgeschwindigkeit ist zu niedrig eingestellt. Gussfehler. Daher sollte die minimale Einspritzgeschwindigkeit von Aluminiumdruckguss auf 18 m/s eingestellt werden, die maximale Einspritzgeschwindigkeit von Aluminiumdruckguss sollte 53 m/s nicht überschreiten und die durchschnittliche Einspritzgeschwindigkeit sollte auf 43 m/s eingestellt werden.
Bei der Verarbeitung können dickere Vorlagen nicht übereinander gelegt werden, um ihre Dicke zu gewährleisten. Da die Dicke der Stahlplatte verdoppelt wird, wird die Biegeverformung durch 85% reduziert und die Kaschierung kann nur eine überlagernde Rolle spielen. Die Biegeverformung von zwei Brettern mit der gleichen Dicke wie das Einzelbrett ist 4-mal so groß wie die des Einzelbretts. Außerdem sollte bei der Bearbeitung von Kühlwasserkanälen besonders darauf geachtet werden, dass der Rundlauf bei der beidseitigen Bearbeitung gewährleistet ist. Wenn die Kopfecken nicht konzentrisch zueinander sind, brechen die verbundenen Ecken während des Gebrauchs. Die Oberfläche des Kühlsystems sollte glatt und möglichst frei von Bearbeitungsspuren sein.
EDM wird immer häufiger bei der Formhohlraumbearbeitung eingesetzt, aber nach der Bearbeitung verbleibt eine gehärtete Schicht auf der Oberfläche des Hohlraums. Dies liegt an der Selbstaufkohlung und Abschreckung der Formoberfläche während der Verarbeitung. Die Dicke der gehärteten Schicht wird während der Bearbeitung durch die Stromstärke und -frequenz bestimmt und ist während der Schruppbearbeitung flacher. Unabhängig von der Dicke der gehärteten Schicht wird die Oberfläche der Form stark beansprucht. Nachdem der Formhohlraum erodiert ist, muss die gehärtete Schicht entfernt oder die Spannung abgebaut werden. Andernfalls treten während des Gebrauchs Sprünge, Lochfraß und Risse auf der Oberfläche der Form auf.
Gehärtete Schichtentlastung oder Spannungsentlastung erhältlich:
- Entfernen Sie die gehärtete Schicht mit Schleifstein oder Schleifen;
- Unter der Bedingung, dass die Härte nicht verringert wird, kann die Spannung unterhalb der Anlasstemperatur abgebaut werden, was die Oberflächenspannung des Formhohlraums stark verringern kann.
Der Gießvorgang sollte während der Verwendung der Form streng kontrolliert werden. Versuchen Sie im Rahmen der Verfahrenserlaubnisse die Gießtemperatur des geschmolzenen Aluminiums, die Einspritzgeschwindigkeit und die Formvorwärmtemperatur zu erhöhen. Die Vorwärmtemperatur der Aluminium-Druckgussform wird von 100-130 ℃ auf 180-200 ℃ erhöht, und die Lebensdauer der Form kann erheblich verbessert werden.
Schweißreparatur ist eine gängige Methode bei der Reparatur von Formen. Vor dem Schweißen sollte die Art des zu schweißenden Gesenkstahls beherrscht und Oberflächenfehler durch spanende Bearbeitung oder Schleifen beseitigt werden. Die Schweißfläche muss sauber und getrocknet sein. Die verwendeten Elektroden sollten die gleiche Zusammensetzung wie der Gesenkstahl haben und ebenfalls sauber und getrocknet sein. Die Form wird zusammen mit der Elektrode vorgewärmt (H13 ist 450℃) und nachdem die Oberflächentemperatur mit der Kerntemperatur übereinstimmt, wird sie durch Schweißen unter Schutzgas repariert. Während des Lötvorgangs, wenn die Temperatur unter 260℃ liegt, muss nachgeheizt werden. Nach dem Schweißen, wenn sich die Form bei Berührung abkühlt, erhitzen Sie sie auf 475℃ und halten Sie sie bei 25 mm/h warm. Abschließend wird es an ruhender Luft vollständig abgekühlt, und dann erfolgt das Besäumen und Ausarbeiten der Kavität. Das Erhitzen und Anlassen der Form nach dem Schweißen ist ein wichtiger Teil der Schweißreparatur, d. h. das Beseitigen von Schweißspannungen und das Anlassen der dünnen Schicht unter der Schweißschicht, die während des Schweißens erhitzt und abgeschreckt wird.
Nach längerem Gebrauch der Form kommt es aufgrund der hohen Einspritzgeschwindigkeit und des Langzeiteinsatzes zu Ablagerungen an Kavität und Kern. Diese Ablagerungen entstehen durch die Kombination von Formtrennmitteln, Kühlmittelverunreinigungen und geringen Mengen an Druckgussmetall unter hoher Temperatur und hohem Druck. Diese Ablagerungen sind ziemlich hart und haften fest an den Hohlraum- und Kernoberflächen und sind schwierig zu entfernen. Wenn Ablagerungen entfernt werden, können sie nicht durch Erhitzen mit einer Lötlampe entfernt werden, was zur Bildung lokaler heißer Stellen oder Entkohlungsstellen auf der Oberfläche der Form führen kann und somit der Ursprung von thermischer Rissbildung wird. Schleifen oder mechanisches Entfernen sollte verwendet werden, aber andere Profile sollten nicht beschädigt werden, was zu Dimensionsänderungen führt.
Regelmäßige Wartung der Form kann die Form in gutem Zustand halten. Nach der Prüfung der neuen Form, unabhängig davon, ob die Prüfung qualifiziert ist oder nicht, muss das Spannungsarmglühen durchgeführt werden, bevor die Form auf Raumtemperatur abgekühlt ist. Wenn die neue Form 10.000 Mal druckgegossen wird, sollten der Formhohlraum und die Formbasis bei 450 – 480 ° C getempert und der Hohlraum poliert und nitriert werden, um innere Spannungen und leichte Risse auf der Oberfläche des Hohlraums zu beseitigen. In Zukunft muss die Form nach jeweils 12.000 bis 15.000 Formvorgängen gleich gewartet werden. Wenn die Form für 50.000 Formvorgänge verwendet wird, kann sie alle 25.000 bis 30.000 Formvorgänge gewartet werden. Mit dem obigen Verfahren können die Geschwindigkeit und die Zeit der Formrisse, die durch thermische Spannungen verursacht werden, deutlich verlangsamt werden.
Im Fall von starker Erosion und Rissbildung kann eine Nitrierbehandlung auf der Oberfläche der Form durchgeführt werden, um die Härte und Verschleißfestigkeit der Formoberfläche zu verbessern. Die Härte der Nitriermatrix sollte jedoch 35–43 HRC betragen. Wenn die Härte niedriger als 35 HRC ist, kann die nitrierte Schicht nicht fest mit der Matrix verbunden werden. Nach einiger Zeit des Gebrauchs zerfällt es in große Stücke. Wenn sie höher als 43 HRC ist, ist es leicht, Brüche in den konvexen Teilen der Kavitätsoberfläche zu verursachen. Beim Nitrieren sollte die Dicke der Nitrierschicht 0,15 mm nicht überschreiten. Wenn es zu dick ist, fällt es an der Trennfläche und scharfen Ecken ab.
- Wärmebehandlung von Formen
Ob die Wärmebehandlung richtig ist oder nicht, steht in direktem Zusammenhang mit der Lebensdauer der Form. Aufgrund des falschen Wärmebehandlungsprozesses und der falschen Prozessregeln wird die Form aufgrund von Verformung und Rissbildung verschrottet, und die Restspannung der Wärmebehandlung führt dazu, dass die Form im Gebrauch versagt, was etwa 501 TP2T des Formausfallverhältnisses ausmacht.
Der Formhohlraum des Druckgusses besteht aus hochwertigem legiertem Stahl. Der Preis dieser Rohstoffe ist relativ hoch, außerdem sind die Verarbeitungskosten und die kombinierten Kosten sehr hoch. Wenn aufgrund unsachgemäßer Wärmebehandlung oder schlechter Wärmebehandlungsqualität der Ausschuss oder die Lebensdauer nicht den Auslegungsanforderungen entspricht, führt dies zu großen wirtschaftlichen Verlusten. Achten Sie daher bei der Wärmebehandlung auf folgende Punkte:
- Die Schmiedestücke werden sphäroidisiert und geglüht, bevor sie auf Raumtemperatur abgekühlt werden.
- Zusätzliche Abschreck- und Anlassbehandlungen werden nach dem Schruppen und vor dem Schlichten hinzugefügt. Um zu verhindern, dass die Härte zu hoch ist und Verarbeitungsschwierigkeiten verursacht, ist die Härte auf 25–32 HRC begrenzt, und vor der Endbearbeitung wird ein Spannungsarmglühen angeordnet.
- Während der Wärmebehandlung sollte auf die Entkohlung und Erhöhung des Kohlenstoffs an der Oberfläche des Hohlraums geachtet werden. Eine unsachgemäße Entkohlung führt zu Formschäden und Rissen mit hoher Dichte. Die Erhöhung des Kohlenstoffs verringert die Beständigkeit gegen thermische Ermüdung.
- Beim Nitrieren ist darauf zu achten, dass sich keine Ölflecken auf der Nitrierfläche befinden dürfen. Die gereinigte Oberfläche darf nicht direkt mit der Hand berührt werden, und es sollten Handschuhe getragen werden, um zu verhindern, dass die nitrierte Oberfläche mit Öl verschmutzt wird und eine ungleichmäßige nitrierte Schicht verursacht.
- Zwischen den beiden Wärmebehandlungsprozessen, wenn die Temperatur des vorherigen Prozesses bis zur Berührung abgesenkt ist, wird der nächste Prozess durchgeführt und sollte nicht auf Raumtemperatur abgekühlt werden.
- Achten Sie auf die kritischen Punkte Ac1 und AC3 des Stahls und die Haltezeit beim Abschrecken, um eine Vergröberung des Austenits zu verhindern. Halten Sie beim Tempern die Hitze bei 20 mm/h, und die Anzahl der Temperierungen beträgt im Allgemeinen 3 Mal. Beim Nitrieren kann auf das dritte Anlassen verzichtet werden.
Das Obige gibt einige oberflächliche Einblicke und Analysen von HARSLE weiter wie man die Lebensdauer von Druckgussformen verbessert. Im eigentlichen Produktionsprozess beeinflussen viele Faktoren die Standzeit von Druckgussformen und spielen in den unterschiedlichsten Aspekten eine Rolle. Die Standzeit von Druckgussformen zu verbessern, ist ein komplexes Problem. Das umfassende Problem verdient weitere Diskussionen und Untersuchungen durch professionelles und technisches Personal.
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Danke für dein Teilen, es hilft mir sehr.
freut mich!