對提升壓鑄模具使用壽命的探討

郭建飛

摘要：壓鑄模具在工業(yè)化生產(chǎn)中具有十分廣泛的應(yīng)用，其使用壽命的長短也將直接影響其為工業(yè)化大生產(chǎn)所帶來的效益，有必要在設(shè)計(jì)與使用過程中加以關(guān)注，提升其使用壽命。在這種背景下，本文首先探討了壓鑄模具使用壽命的影響因素與改進(jìn)，進(jìn)而從戰(zhàn)略視角提出了提升壓鑄模具使用壽命的建議。

關(guān)鍵詞：壓鑄模具；使用壽命；提升

1.引言

模具的利用是產(chǎn)業(yè)大量生產(chǎn)最為重要的方式之一。然而在生產(chǎn)過程中，模具不斷承受沖擊與磨耗，若希望模具有良好的使用壽命，需要依賴模具材料的堅(jiān)硬耐磨。因此，很多企業(yè)與研究單位均致力于如何使模具提高硬度、耐磨耗性及韌性的研究?，F(xiàn)今壓鑄模具在理論上要想達(dá)到較高的使用壽命，就必須提升控制實(shí)效，再配合專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)及正確謹(jǐn)慎的工作態(tài)度，才有機(jī)會(huì)逐步提升模具的使用壽命。影響模具使用壽命的因素很多，如何正確理解這些因素及其相互關(guān)系，配合壓鑄件實(shí)際的功能與批量要求，厘清壓鑄件合理的質(zhì)量與精度，進(jìn)行綜合考慮與規(guī)劃，創(chuàng)造出穩(wěn)定與可靠的加工條件，設(shè)計(jì)制造出先進(jìn)合理的、綜合性能優(yōu)越的模具，對于提升模具使用壽命十分重要。

2.壓鑄模具使用壽命的影響因素與改進(jìn)

2.1壓鑄件材料

材料的各項(xiàng)機(jī)械、物理性能參數(shù)，是評估各工程可成型性（成型極限、成型負(fù)荷）的重要因素，其中成型負(fù)荷也是評估模具壽命的另一重要指標(biāo)。材料壓鑄復(fù)合成型制程通常為冷卻加工制程，材料流動(dòng)應(yīng)力是計(jì)算成型負(fù)荷的重要參數(shù)，而流動(dòng)應(yīng)力受應(yīng)變、應(yīng)變率、溫度與材料的晶向組織與結(jié)構(gòu)等因素的影響。

一是溫度。對一般壓鑄工程而言，因其屬于較小區(qū)域的塑性變形，塑性變形熱較小，因而其影響較小，但摩擦所生成的摩擦熱則對模具壽命具有重大的影響。通常而言，材料溫度如果升高，其成型負(fù)荷較低，壓鑄面如果溫度適度升高，有時(shí)反而有利于壓鑄模具壽命的提升，但對于大部分模具零部件而言，其產(chǎn)生的負(fù)面影響較多，因而模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮重要部位的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。二是應(yīng)變。應(yīng)變可解釋為材料局部區(qū)域變形量的大小，冷卻加工中因絕大部分材料存在著加工硬化現(xiàn)象，，因而隨著應(yīng)變量增加，成型負(fù)荷也會(huì)增大，對于模具壽命也呈現(xiàn)出負(fù)面影響，如果應(yīng)變過大還會(huì)造成壓鑄件產(chǎn)生破裂。

2.2模具

模具壽命是模具綜合性能、各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)能力的整體表現(xiàn)，下面將對相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行分析，以期能提升壓鑄模具具有連續(xù)性自動(dòng)化穩(wěn)定生產(chǎn)的能力和模具壽命。提升使用壽命，有必要優(yōu)化模具設(shè)計(jì)及壓鑄工藝。減少模具上尖角、拐角的地方，合理使用材料，規(guī)范加工和熱處理工藝。模具的氮化處理要控制為：模具的表面硬度HV≥600，氮化層深度達(dá)到0.12～0.2mm。正確的預(yù)熱模具，優(yōu)化模具以改進(jìn)內(nèi)部冷卻，使模具獲得均勻熱平衡效果，使模具維護(hù)穩(wěn)定較低的溫度，合理噴涂涂層，涂層對延緩熱疲勞裂紋有重要意義，提高模具壽命和效益。

2.3使用與維護(hù)

建議企業(yè)按照以下方法使用與保養(yǎng)壓鑄模：發(fā)現(xiàn)壓鑄模具使用中出現(xiàn)披封、廢皮、毛刺過大時(shí)，要停機(jī)及時(shí)清理，防止擠壞力過大使模具破壞。二是不能讓模具在急冷急熱的狀態(tài)下工作，合理安排壓鑄時(shí)間，盡量連續(xù)生產(chǎn)，在冷模狀態(tài)下，不得采用高速壓射工作。三是定期維護(hù)與強(qiáng)制更換。模具生產(chǎn)完畢、卸模拆模后、要及時(shí)對模仁部分進(jìn)行回火消除應(yīng)力處理。對于模具的一些密封、配合部位要重點(diǎn)進(jìn)行檢查、配研，確保完好無損。模具中的彈性和緊固件需要按照其規(guī)定壽命與重要性進(jìn)行定期檢查與強(qiáng)制更換，以防止其失效后造成模具動(dòng)作失調(diào)、嵌入塊脫落等事件，導(dǎo)致嚴(yán)重的模具故障。

3.提升壓鑄模具使用壽命的戰(zhàn)略性措施

一是加大科技投入，提高模具使用壽命。對于壓鑄企業(yè)而言，模具壽命是非常值得關(guān)注的。但是，實(shí)際上絕不僅僅只是模具熱處理和模具型腔材料才影響模具壽命，其實(shí)影響模具壽命的重要因素還有模具強(qiáng)度、模具結(jié)構(gòu)等，模具加工手段、加工工藝同樣對于模具壽命更為重要。如果模具強(qiáng)度不夠、模具結(jié)構(gòu)不合理也會(huì)大大影響模具壽命。所以，必須加大科技投入，提高模具設(shè)計(jì)制造水平，為壓鑄企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升提供條件。

二是大力培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才。材料壓鑄復(fù)合成型制程是一項(xiàng)技術(shù)較為密集，且各相關(guān)技術(shù)之間環(huán)環(huán)相扣的工程。因而觀念正確的專業(yè)人才的培養(yǎng)與傳承也是確保穩(wěn)定生產(chǎn)與維持模具壽命的重要因素。現(xiàn)今社會(huì)講求知識經(jīng)濟(jì)與知識管理，專業(yè)與向心力強(qiáng)的員工成為企業(yè)最大與最重要的資產(chǎn)，塑性成型產(chǎn)業(yè)的相關(guān)企業(yè)若想確保自身在新世紀(jì)中具有競爭力，除了應(yīng)積極投入與發(fā)展極具潛力與門檻極高的技術(shù)研發(fā)外，相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)、傳承與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也是不可或缺的一環(huán)。

三是制定一套完整的、實(shí)用模具出產(chǎn)治理系統(tǒng)。壓鑄模失效形式主要有沖蝕、磨損、熱裂紋、劈裂、拐角處開裂、尖角等，造成極大的浪費(fèi)。為了有效地實(shí)現(xiàn)模具產(chǎn)品進(jìn)度治理、計(jì)劃治理、工藝數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)治理的計(jì)算機(jī)信息化治理系統(tǒng)，筆者建議可以制定一套完整的、實(shí)用模具出產(chǎn)治理系統(tǒng)，切實(shí)落實(shí)好模具檔案管理工作。這樣就能夠使模具輔助信息和制造信息實(shí)現(xiàn)全方位跟蹤治理，貫穿于完工交付、計(jì)劃制定整個(gè)過程。包括庫房治理、產(chǎn)品檢修、車間任務(wù)分派、模具工藝制定、模具設(shè)計(jì)、模具出產(chǎn)計(jì)劃制定等。

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