基于铝压铸模具失效形式研究探究

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1、基于铝压铸模具失效形式研究探究　　摘要：对于铝压铸模具的若干种失效形式进行相应的对比分析，并且对于国内外常用的铝压铸模具材料做出相应的总结分析，关于铝压铸模具材料的应用趋势发展提出相应的观点与建议。关键词：铝压铸模失效分析模具材料1引言延长铝压铸模具的使用寿命一直都是人们所必须关注的问题。对铝压铸模具使用寿命有影响的因素有很多种，比如模具设计、模具材料、热处理状态、加工精度、表面处理与工作环境等各个具体方面，其中材料作为对模具寿命影响作用最主要的内在原因[1]。对于铝压铸模具的失效形式实行具体分析，介绍了国内外范围常用的铝压铸模具材料，并

2、且对于模具材料的实质性发展提出了合理的相关建议。2铝压铸模具的失效形式2.1热裂5热裂是铝压铸模具中最为常见的失效形式。热裂纹一般构成于模具型腔表面位置或者内部热应力集中位置，如果裂纹产生后，应力将会实行重新分布，当裂纹构成到一定程度时，因为塑性应变会导致应力松弛使得裂纹发生停止扩展。伴随着循环次数的相应增加，裂纹尖端附近位置会产生一部分小型空洞并且逐步产生微裂纹，和开始阶段产生的主裂纹发生合并，裂纹得以继续扩展，最后裂纹间则会相互连接产生网络状裂纹从而得到模具发生失效。热裂一般是材料发生热应力疲劳从而产生，即材料处于热应力的作用状态下，

3、因为经过受到反复或着脉动应变从而产生的一种连续的、局部的与永久的组织性质变化[2]。2.2整体脆断整体脆断是因为偶然因素产生的机械过载或者热过载从而使得模具发生灾难性断裂。材料的塑韧性是跟这种现象互相对应最主要的力学性能。材料中会发生严重缺陷或者操作不当，则将会导致整体脆断现象的产生。伴随着钢中夹杂物含量的降低，特别是S含量的下降，韧性则会得到明显的提高。2.3侵蚀或冲刷因为机械与化学磨损综合的影响作用，熔融铝合金会以高速状态进到型腔，导致型腔表面发生机械磨蚀，同时金属铝和模具材料产生脆性的铁铝化合物，变为热裂纹新的萌生源。另外如果铝填充

4、至裂纹之中时，铝和裂纹壁将会形成机械作用，此种作用和热应力发生相应的叠加，增强了裂纹尖端的拉应力，从而促使裂纹扩展的速度。3铝压铸模具材料的应用分析3.1优化合金元素配比5加大合金元素的含量不一定可以改进模具钢的相关性能，关键在于要实行合金元素配比的优化处理。钢中的高合金含量在大部分情况下表明着低塑韧性，更加严重的是表现出钢的导热性能明显降低。近些年以来推出的新型模具钢，大部分是在原本模具钢基础上实行合金平衡优化处理，以便能够获得更高质量的模具[3]。同时通过增加微量合金元素B与RE等，关于提升压铸模具钢的高温性能也是相当有利的。因为B与

5、RE等合金元素的添加方法，相应添加剂的种类与数量对于材料的性能都会有相对比较大的影响。3.2纯净钢及超纯净钢冶炼技术的开发与应用铝压铸模的损坏现象大部分是由热循环导致网状细小裂纹不断发生扩大而产生的，最后使得模具失效[4]。由众多相关的研究结果显示，热疲劳裂纹一般会在夹杂物集中位置萌生，尤其是硬质氧化物夹杂是影响着热疲劳性能和其它多种性能的主要因素，因此提升钢材的纯净度，改进与完善夹杂物的形态与分布状况，对于提升模具的抗热裂能力具有重要的积极作用。由工业领域的相关实践证明，炉外精炼可以有效地降低钢中杂质元素的含量，同时改善钢中夹杂物的形态

6、与分布状况，可以明显地提升铝压铸模的热疲劳性能与使用寿命。尤其是近些年以来出现的超纯净钢冶炼技术，在很大程度上减少了钢中杂质元素的含量，有利于提升钢材的纯净度从而使得模具性能可以大大增强。54结束语当前阶段我国铝压铸模的使用寿命都呈现出较低的趋势，大约为2-10万模次，然而日本为7-21万模次，德国为10-25万模次，很多压铸厂仍然保持使用传统模式的3Cr2W8V模具钢，导致模具会容易报废，压铸器件的生产成本相应地提升，而劳动生产率会下降[5]。目前情况应当加快优质模具材料的推广工作，并且能够进一步实现铝压铸模具材料的研究与开发，在关于国

7、外优质模具材料的经验借鉴基础上，开发出符合我国实际国情状况的优质铝压铸模具钢。参考文献：[1]吴玉道，王洁民.铝压铸模具失效分析.机械工程材料，1989，13（6）：49—51[2]AlfredM.ImprovedPerformanceofDieCastingMaterials.SDCE.in：TheProccedingsofthe11thIntemationalDieCastingCongress&Exposition.Ohio：theSocietyoftheCastingEngineers，Inc.，1981.G-T81-091[3]

8、QROTM90Supreme.AlloyDigest，1992（2）：TS509[4]JohanssonB，WorbyeJ.SomeAspectsonthePropertiesofQROand