一．模具损坏分析

   在压铸生产中，模具损坏最常见的形式是裂纹、开裂。应力是导致模具损坏的主要原因。热、机械、化学、操作冲击都是产生应力之源，包括有机械应力和热应力，应力产生于：

 １．在模具加工制造过程中

 １）毛坯锻造质量问题

   有些模具只生产了几百件就出现裂纹，而且裂纹发展很快。有可能是锻造时只保证了外型尺寸，而钢材中的树枝状晶体、夹杂碳化物、缩孔、气泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉长，形成流线，这种流线对以后的最后的淬火变形、开裂、使用过程中的脆裂、失效倾向影响极大。

 ２）在车、铣、刨等终加工时产生的切削应力，这种应力可通过中间退火来消除。

 ３）淬火钢磨削时产生磨削应力，磨削时产生摩擦热，产生软化层、脱碳层，降低了热疲劳强度，容易导致热裂、早期裂纹。对h13钢在精磨后，可采取加热至510－570℃，以厚度每25mm保温一小时进行消除应力退火。

 ４）电火花加工产生应力。模具表面产生一层富集电极元素和电介质元素的白亮层，又硬又脆，这一层本身会有裂纹，有应力。电火花加工时应采用高的频率，使白亮层减到最小，必须进行抛光方法去除，并进行回火处理，回火在三级回火温度进行。

 ２．模具处理过程中

 热处理不当，会导致模具开裂而过早报废，特别是只采用调质，不进行淬火，再进行表面氮化工艺，在压铸几千模次后会出现表面龟裂和开裂。

 钢淬火时产生应力，是冷却过程中的热应力与相变时的组织应力叠加的结果，淬火应力是造成变形、开裂的原因，固必须进行回火来消除应力。

 ３．在压铸生产过程中

 １）模温

  模具在生产前应预热到一定的温度，否则当高温金属液充型时产生激冷，导致模具内外层温度梯度增大，形成热应力，使模具表面龟裂，甚至开裂。

   在生产过程中，模温不断升高，当模温过热时，容易产生粘模，运动部件失灵而导致模具表面损伤。应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。

 ２）充型 

   金属液以高压、高速充型，必然会对模具产生激烈的冲击和冲刷，因而产生机械应力和热应力。在冲击过程中，金属液、杂质、气体还会与模具表面产生复杂的化学作用，并加速腐蚀和裂纹的产生。当金属液裹有气体时，会在型腔中低压区先膨胀，当气体压力升高时，产生内向爆破，扯拉出型腔表面的金属质点而造成损伤，因气蚀而产生裂纹。

 ３）开模

    在抽芯、开模的过程中，当某些元件有形变时，也会产生机械应力。

 ４）生产过程

    在每一个压铸件生产过程中，由于模具与金属液之间的热交换，使模具表面产生周期性温度变化，引起周期性的热膨胀和收缩，产生周期性热应力。如浇注时模具表面因升温受到压应力，而开模顶出铸件后，模具表面因降温受到拉应力。当这种交变应力反复循环时，使模具内部积累的应力越来越大，当应力超过材料的疲劳极限时，模具表面产生裂纹。

 二．预防模具损伤的措施

 １．良好的铸件结构设计

    铸件壁厚尽可能均匀，避免产生热节，以减少模具局部热量集中产生的热疲劳。铸件的转角处应有适当的铸造圆角，以避免模具上有尖角位导致应力产生。

 ２．合理的模具结构设计

 １）模具中各元件应有足够的刚度、强度，以承受压力而不变形。模具壁厚要足够，才能减少变形。

 ２）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。

 ３）正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。

 ４）保持模具热平衡。

 ３．规范热处理工艺

 通过热处理可改变材料的金相组织，保证必要的强度、硬度、高温下尺寸稳定性、抗热疲劳性能和材料切削性能。

 正确的热处理工艺，才会得到最佳的模具性能，而钢材的性能是受到淬火温度和时间、冷却速度和回火温度控制。

 ４．压铸生产过程控制

 １）温度控制：模具的预热温度和工作温度；合金浇注温度，在保证成型良好前提下，用较低的浇注温度。

 ２）合理的压铸工艺：比压、充填速度。

 ３）调整机器的锁模力，使模具受力均匀。注意清扫模具表面的残削碎片，以免合模时这些多余物使模具表面受力不均匀，引起变形。

 ４）对合金熔炼严格控制，减少金属液中气体。

 ５．模具的维护与保养

 １）定期消除应力

    从前面的分析可知，模具内部积累的应力导致表面龟裂，因此在出现龟裂以前及时消除应力，使热疲劳裂纹在未出现的孕育期内消除，可以有效提高模具寿命。

 每产生一定数量模次后进行消除应力

 铝合金压铸模：第一次在5000－10000模次进行

 第二次在20000－30000模次进行

 第三次在40000模次进行

 消除应力回火：560℃保温2－3h，随炉冷至400－450℃出炉空冷。

   除了用热处理的方法消除应力，还有一种新技术，振动去除应力系统。对模具接上振动馈入器，对模具进行振动馈入处理，30－50分钟，可将模具内应力完全去除，其工作原理是：每种金属均有其固定的共振曲线，当零件有内热应力的时候，共振曲线并不落在其自然状态下应处的位置。如果将能量以一精确的频率馈入零件时，金属会将能量吸收，使内部应力重新分布，应力得以去处。

 ２）模具修补

 a．氩弧焊

   作好模具表面清洁，焊条除湿预热，开出适当u型槽，模具均匀预热到马氏体温度以上60－100℃，焊接过程保持恒温，以避免焊缝开裂的危险。焊接后进行去应力回火，可消除焊缝应力。

 b．用火花涂复机焊补裂纹（新技术应用）