Di fronte alla situazione economica interna dell'edilizia nel 21° secolo, le imprese di stampi devono adattarsi allo sviluppo dell'economia di mercato e l'industria automobilistica, che è un'industria pilastro nazionale, aumenterà la produzione di auto leggere, proponendo così requisiti più elevati per il precisione e qualità dei getti in stampi. A causa del lungo ciclo di produzione, dell'elevato costo di investimento e dell'elevata precisione di fabbricazione degli stampi per pressofusione, anche il costo è relativamente alto. Pertanto, molte imprese di pressofusione sperano che gli stampi di pressofusione abbiano una lunga durata, riducendo così i costi di produzione dell'impresa. Tuttavia, a causa dell'influenza di una serie di fattori interni ed esterni come le materie prime e le lavorazioni meccaniche, il fenomeno del cedimento prematuro e della rottamazione degli stampi di pressofusione è comune, con conseguente grande spreco economico delle imprese.

Le prime situazioni di cedimento dello stampo comprendono principalmente: rottura del punzone, cedimento del bordo della cavità dello stampo, fessurazione del flash da parte del ponte, crepe nella parte inferiore della cavità dello stampo, fessurazione agli angoli, usura ed erosione, ecc. I motivi principali del fallimento degli stampi di pressofusione sono I difetti del materiale dello stampo stesso, la lavorazione, l'uso, la manutenzione e il trattamento termico dello stampo.

• Difetti nel materiale dello stampo stesso

Come tutti sappiamo, le condizioni di utilizzo di stampi per pressofusione sono estremamente severi. Prendendo come esempio lo stampo per pressofusione di alluminio, il punto di fusione dell'alluminio è 580-740 ℃ e la temperatura dell'alluminio fuso è controllata a 650-720 ℃ durante l'uso. Nella pressofusione senza preriscaldare lo stampo, la temperatura superficiale della cavità sale dalla temperatura ambiente alla temperatura del liquido e la superficie della cavità sopporta una grande sollecitazione di trazione. Quando la parte superiore dello stampo viene aperta, la superficie della cavità è soggetta a forti sollecitazioni di compressione. Dopo migliaia di volte di pressofusione, sulla superficie dello stampo compaiono difetti come crepe. Si può vedere che le condizioni d'uso della pressofusione sono un rapido riscaldamento e un rapido raffreddamento. Il materiale dello stampo deve essere realizzato in acciaio per lavorazione a caldo con elevata resistenza alla fatica termica, tenacità alla frattura e stabilità termica. H13 (4Cr5MoV1Si) è attualmente un materiale ampiamente utilizzato. Secondo i rapporti, 80% di cavità estranee utilizza H13 e 3Cr2W8V è ancora ampiamente utilizzato in Cina, ma 3Cr2W8VT ha scarse prestazioni tecniche, scarsa conduttività termica e alto coefficiente di espansione lineare. Durante il lavoro vengono generati molti stress termici, che provocano crepe o addirittura crepe nello stampo, ed è facile decarburare quando riscaldato, il che riduce la resistenza all'usura dello stampo, quindi è un tipo di acciaio obsoleto. L'acciaio Maraging è adatto per stampi che non richiedono un'elevata resistenza all'usura e alla corrosione contro il cracking termico. Le leghe resistenti al calore come tungsteno e molibdeno sono limitate a piccoli inserti con gravi cricche termiche e corrosione. Sebbene queste leghe siano sia fragili che sensibili all'intaglio, il loro vantaggio è che hanno una buona conduttività termica. La pressofusione ha una buona adattabilità. Pertanto, in condizioni di trattamento termico e gestione della produzione ragionevoli, H13 ha ancora prestazioni soddisfacenti.

Il materiale utilizzato per fabbricare lo stampo per pressofusione deve soddisfare i requisiti di progettazione in ogni aspetto per garantire che lo stampo per pressofusione possa raggiungere la vita utile progettata nelle sue normali condizioni di utilizzo. Pertanto, prima della messa in produzione, è opportuno effettuare una serie di sopralluoghi sui materiali per evitare la rottamazione anticipata degli stampi e gli sprechi di costi di lavorazione causati da materiali difettosi. I metodi di ispezione comunemente utilizzati includono l'ispezione macroscopica della corrosione, l'ispezione metallografica e l'ispezione ad ultrasuoni.

1. Ispezione macroscopica della corrosione. Controllare principalmente la porosità, la segregazione, le crepe, le crepe, le inclusioni non metalliche, le crepe del martello e le giunture del materiale.
2. Ispezione metallografica. Ispeziona principalmente la segregazione, lo stato di distribuzione, la cristallinità e le inclusioni tra i grani dei carburi sui bordi dei grani del materiale.
3. Esame ecografico. Ispeziona principalmente i difetti e le dimensioni all'interno del materiale.

• Lavorazione, uso, riparazione e manutenzione di stampi per pressofusione

Quando si determina la velocità di iniezione della macchina per pressofusione, la velocità massima del processo di pressofusione non deve superare i 100 m/s. Se la velocità di pressofusione è impostata su un valore troppo alto, è facile provocare la corrosione dello stampo e aumentare i depositi sulla cavità e sull'anima; ma l'impostazione della velocità di iniezione è troppo bassa. Difetti nei getti. Pertanto, la velocità minima di iniezione della pressofusione di alluminio deve essere impostata su 18 m/s, la velocità massima di iniezione della pressofusione di alluminio non deve superare i 53 m/s e la velocità media di iniezione deve essere impostata su 43 m/s.

Nel processo di lavorazione, le sagome più spesse non possono essere sovrapposte per garantirne lo spessore. Poiché lo spessore della lamiera d'acciaio è raddoppiato, la deformazione alla flessione è ridotta di 85% e la laminazione può svolgere solo un ruolo di sovrapposizione. La deformazione a flessione di due tavole dello stesso spessore della tavola singola è 4 volte quella della tavola singola. Inoltre, durante la lavorazione dei canali dell'acqua di raffreddamento, è necessario prestare particolare attenzione a garantire la concentricità durante la lavorazione su entrambi i lati. Se gli angoli della testa non sono concentrici tra loro, durante l'uso gli angoli collegati si spezzeranno. La superficie del sistema di raffreddamento deve essere liscia e preferibilmente priva di segni di lavorazione.

L'elettroerosione è sempre più ampiamente utilizzata nella lavorazione della cavità dello stampo, ma uno strato indurito rimane sulla superficie della cavità dopo la lavorazione. Ciò è dovuto all'autocarburazione e alla tempra della superficie dello stampo durante la lavorazione. Lo spessore dello strato indurito è determinato dall'intensità e dalla frequenza della corrente durante la lavorazione ed è minore durante la sgrossatura. Indipendentemente dallo spessore dello strato indurito, la superficie dello stampo ha una grande sollecitazione. Dopo che la cavità dello stampo è stata EDM, lo strato indurito deve essere rimosso o la sollecitazione deve essere alleviata. In caso contrario, durante l'uso si verificheranno crepe, vaiolatura e screpolature sulla superficie dello stampo.

Disponibile il sollievo dallo strato temprato o lo stress:

1. Rimuovere lo strato indurito con pietra per affilare o molatura;
2. A condizione di non ridurre la durezza, lo stress può essere alleviato al di sotto della temperatura di rinvenimento, il che può ridurre notevolmente lo stress superficiale della cavità dello stampo.

Il processo di colata deve essere rigorosamente controllato durante l'uso dello stampo. Nell'ambito dei permessi di processo, provare a ridurre la temperatura di colata dell'alluminio fuso, la velocità di iniezione e aumentare la temperatura di preriscaldamento dello stampo. La temperatura di preriscaldamento dello stampo per pressofusione di alluminio è aumentata da 100-130 ℃ a 180-200 ℃ e la durata dello stampo può essere notevolmente migliorata.

La riparazione della saldatura è un metodo comune nella riparazione degli stampi. Prima della saldatura, è necessario padroneggiare il tipo di acciaio per stampi da saldare e i difetti superficiali devono essere eliminati mediante lavorazione a macchina o rettifica. La superficie di saldatura deve essere pulita e asciutta. Gli elettrodi utilizzati devono essere della stessa composizione dell'acciaio per filiera e devono anche essere puliti e asciugati. Lo stampo viene preriscaldato insieme all'elettrodo (H13 è 450 ℃) e dopo che la temperatura superficiale è coerente con la temperatura interna, viene riparato mediante saldatura sotto gas di protezione. Durante il processo di saldatura, quando la temperatura è inferiore a 260 ℃, è necessario riscaldare. Dopo la saldatura, quando lo stampo si raffredda al tatto, riscaldarlo a 475 ℃ e mantenerlo caldo a 25 mm/h. Infine si raffredda completamente in aria ferma, quindi si procede alla rifilatura e rifinitura della cavità. Il riscaldamento e la tempra dello stampo dopo la saldatura è una parte importante della riparazione della saldatura, ovvero l'eliminazione dello stress di saldatura e il rinvenimento dello strato sottile sotto lo strato di saldatura che viene riscaldato e temprato durante la saldatura.

Dopo che lo stampo è stato utilizzato per un certo tempo, a causa dell'elevata velocità di iniezione e dell'uso a lungo termine, si formeranno depositi sulla cavità e sull'anima. Questi depositi sono formati dalla combinazione di agenti distaccanti, impurità del refrigerante e piccole quantità di metallo pressofuso ad alta temperatura e pressione. Questi depositi sono abbastanza duri e aderiscono saldamente alla cavità e alle superfici del nucleo e sono difficili da rimuovere. Quando si rimuovono i depositi, non possono essere rimossi riscaldando con una fiamma ossidrica, che può portare alla generazione di punti caldi locali o punti di decarburazione sulla superficie dello stampo, diventando così l'origine del cracking termico. Deve essere utilizzata la molatura o l'asportazione meccanica, ma altri profili non devono essere danneggiati, con conseguenti variazioni dimensionali.

La manutenzione regolare dello stampo può mantenere lo stampo in buone condizioni. Dopo la prova del nuovo stampo, indipendentemente dal fatto che la prova sia qualificata o meno, il rinvenimento di distensione deve essere eseguito prima che lo stampo sia stato raffreddato a temperatura ambiente. Quando il nuovo stampo viene pressofuso 10.000 volte, la cavità dello stampo e la base dello stampo devono essere temperate a 450 – 480 ℃ e la cavità deve essere lucidata e nitrurata per eliminare lo stress interno e lievi crepe sulla superficie della cavità. In futuro, lo stampo deve essere mantenuto lo stesso ogni 12.000~15.000 volte. Quando lo stampo viene utilizzato per 50.000 stampi, può essere mantenuto ogni 25.000-30.000 stampi. Con il metodo di cui sopra, la velocità e il tempo di rottura dello stampo causato dallo stress termico possono essere notevolmente rallentati.

In caso di forte erosione e fessurazione, è possibile eseguire un trattamento di nitrurazione sulla superficie dello stampo per migliorare la durezza e la resistenza all'usura della superficie dello stampo. Tuttavia, la durezza della matrice di nitrurazione dovrebbe essere 35-43 HRC. Quando la durezza è inferiore a 35 HRC, lo strato nitrurato non può essere saldamente combinato con la matrice. Dopo un periodo di utilizzo, cadrà in grossi pezzi. Se è superiore a 43HRC, è facile provocare fratture nelle parti convesse della superficie della cavità. Durante la nitrurazione, lo spessore dello strato di nitrurazione non deve superare 0,15 mm. Se è troppo spesso, cadrà sulla superficie di separazione e sugli angoli acuti.

• Trattamento termico degli stampi

Il fatto che il trattamento termico sia corretto o meno è direttamente correlato alla durata dello stampo. A causa del processo di trattamento termico e delle regole di processo errate, lo stampo viene scartato a causa di deformazioni, crepe e lo stress residuo del trattamento termico provoca il mancato utilizzo dello stampo, rappresentando circa 50% del rapporto di rottura dello stampo.

La cavità dello stampo per pressofusione è realizzata in acciaio legato di alta qualità. Il prezzo di queste materie prime è relativamente alto, più il costo di lavorazione e il costo combinato sono molto elevati. Se a causa di un trattamento termico improprio o di una scarsa qualità del trattamento termico, lo scarto o la durata non soddisfano i requisiti di progettazione, causeranno grandi perdite economiche. Pertanto, prestare attenzione ai seguenti punti durante il trattamento termico:

1.  I pezzi fucinati vengono sferoidizzati e ricotti prima di essere raffreddati a temperatura ambiente.
2. Ulteriore trattamento di tempra e rinvenimento viene aggiunto dopo la sgrossatura e prima della finitura. Per evitare che la durezza sia troppo elevata e causi difficoltà di lavorazione, la durezza è limitata a 25-32 HRC e il rinvenimento di sollievo dallo stress viene disposto prima della finitura.
3. Occorre prestare attenzione alla decarburazione e all'aumento di carbonio sulla superficie della cavità durante il trattamento termico. Una decarburazione impropria causerà danni alla muffa e crepe ad alta densità; l'aumento di carbonio ridurrà la resistenza alla fatica termica.
4. Durante la nitrurazione, va notato che non dovrebbero esserci macchie di olio sulla superficie di nitrurazione. La superficie pulita non può essere toccata direttamente con le mani e devono essere indossati guanti per evitare che la superficie nitrurata si macchi di olio e causi uno strato di nitrurazione irregolare.
5.  Tra i due processi di trattamento termico, quando la temperatura del processo precedente viene ridotta al tatto, verrà eseguito il processo successivo e non deve essere raffreddato a temperatura ambiente.
6. Prestare attenzione ai punti critici Ac1 e AC3 dell'acciaio e al tempo di mantenimento durante la tempra per evitare l'ingrossamento dell'austenite. Durante il rinvenimento, mantenere il calore a 20 mm/h e il numero di rinvenimento è generalmente 3 volte. In presenza di nitrurazione si può omettere il terzo rinvenimento.

Quanto sopra sono alcune intuizioni e analisi superficiali di HARSLE su come migliorare la durata degli stampi per pressofusione. Nel processo di produzione vero e proprio, molti fattori influiscono sulla durata di servizio degli stampi per pressofusione e coinvolgono un'ampia gamma di aspetti. Come migliorare la durata degli stampi per pressofusione è un problema complesso. Il problema globale merita ulteriori discussioni e ricerche da parte di personale professionale e tecnico.

Tempo di lettura stimato: 11 minuti