摘要:為提高壓鑄模具壽命,必須從模具制造合同和質量技術協議開始,對模具制造,生產使用,回火去應力,維修保養等重點環節進行規范管理,責任考核。
關鍵詞:模具壽命,模芯材料,回火,維修
重慶六星動力機械有限公司從2006年開發生產通用汽油機氣缸頭,目前月產能60萬件以上;其氣缸頭鋁合金壓鑄模具生產模次普遍在25~40萬模左右,其模具管理使用維護要點簡單總結如下
1、開模前準備工作
1)優質的模芯材料選擇
根據對近幾年40余付168、188等缸頭壓鑄模生產使用壽命統計分析看,模芯材料是決定壽命最重要的一個因素。壓鑄模具報廢多數都是因為模芯(型腔)表面老化龜裂嚴重鑄件外觀質量差和由于龜裂造成鑄件出模拉傷或變形、模具開裂等;只有選擇具有優良高溫強度、淬火硬性和延展性的熱作模具鋼才能延緩熱龜裂侵蝕(沖蝕)開裂等使模具壽命提高。對鋁壓鑄件成品而言,模芯材料的成本只占模具總成本的20%左右。因此,由于購買優質模具鋼而提高了模具的使用壽命所產生的效益是非常顯著的。
2)模具結構優化
模具強度也是影響模具壽命的重要因素。模框大小將影響滑塊鎖緊塊強度設計;內澆口截面設計合理以減少高速鋁液沖擊;模芯封鋁面設計足夠防竄鋁減少模具故障和廢件;易損部位進行鑲拼即便于維修更換也可阻隔開裂的延展。168缸頭模具上、下滑塊中間風道是兩根15×25mm和18×16mm大小42mm長方形柱狀凸起,該處每模鑄件均被大量鋁液包圍,長期處于過熱狀態經常斷裂;宜在新模時就作割鑲處理,并做好備件以便生產中快速更換。
2、回火去應力處理
壓鑄模在生產中不斷重復高溫高速高壓的鋁水充形使模溫急速上升、脫模劑噴涂使模溫急速下降等過程循環;模具表面由于溫差而產生熱應變,這種反復的反應會導致模具局部表面的殘留應力產生。在大多數情況下,這種殘留應力是拉應力,因此促使熱龜裂的發生。去應力處理會使模具殘留拉應力下降,因此能減慢龜裂速度,提高模具壽命。要提高模具壽命,就必須在使用過程中應按規定生產使用模次進行去應力回火處理。按上表所述對模具進行回火去應力處理,直到模具出現少量龜裂。
因為表面龜裂的形成會降低殘留應力,因此在較嚴重龜裂后再去應力回火就沒有太大的意義。去應力處理的溫度最好定模具以前熱處理最高回火溫度以下25℃左右。一般情況下,在此溫度保溫2小時。不同品牌的模具鋼回火去應力工藝有差異,盡量按供應商提供的工藝進行。下圖1是Dievar模具材料回火工藝:
3、模具使用和維護
1)正確使用模具
①在模具使用中,往往因為各種原因模具會出現披封、鋁皮,當班壓鑄工必須及時清理,否則繼續生產將會擠壞模具;特別是滑塊部位,如果滑道進入鋁皮,強大的合模力會將滑塊或滑道擠塌、擠壞;
②冷模生產時先走慢壓射預熱模具,進行連續生產,盡量減少模具的急冷急熱。
2)焊修與鑲割
168缸頭模具有上下左右4個滑塊,滑塊基本上是1.5~3mm厚的葉片狀結構,很容易斷裂。國產H13材料在壓鑄生產一兩萬件、進口材料在生產五六萬件時模具就開始有局部斷裂出現,只要馬上進行焊補或割鑲拼件即可修復。當然焊補時也要做好焊前預熱和焊后回火處理。
4、責任考核
每副模具都應該有使用壽命管理要求和考核。對模具制造廠家而言應該保證壓鑄模具生產8萬件內無明顯龜裂紋(易損件除外)、14萬件內模芯不斷裂、14萬件內模框不破裂。對壓鑄生產主管和模具工程師而言就應有每付模具20萬鑄件壽命指標考核,每副模具的大修、停用、報廢都必須要有相關申請、審核、責任考核、審批流程進行監控。
5、結束語
優質的熱作模具鋼、精心的模具設計制造、良好的使用維護和嚴格責任考核是提高模具壽命的重要保證;提高了模具壽命就降低了產品模具使用成本。
本文作者:姚天龍 重慶渝達六星動力機械有限公司