Die Detailanalyse von Rissen in der Aluminiumdruckgussform

Das Rissversagen im Druckgussmodus aus Aluminiumlegierung beeinflusst nicht nur die Qualität und Produktionseffizienz der Form, sondern erhöht auch die Produktionskosten. In Wirklichkeit sind die Gründe für das Reißen und Versagen von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen vielfältig. Zum Beispiel hat flüssiges Metall wiederholt Auswirkungen darauf, die Produktionsbedingungen sind heißkorrosiv, Materialien für die Formenherstellung, Erodieren und andere Gründe. In diesem Beitrag wird eine spezielle Analyse des Rissversagens von Druckgusswerkzeugen aus Aluminiumlegierungen durchgeführt. Es besteht die Hoffnung, dass es eine Rolle bei der Anziehung neuer Ideen spielen und den relevanten Arbeitnehmern einen Referenzwert bieten kann.

Die Arbeitsbedingungen von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen sind mit hohen Temperaturen und hohem Druck kompatibel. Gleichzeitig muss die Druckgussform aus Aluminiumlegierung im Arbeitsmodus dem wiederholten Aufprall von flüssigem Metall standhalten. In der tatsächlichen Produktion wird die Lebensdauer aufgrund der hohen Kosten von Druckgussformen aus Aluminiumlegierung, des langen Produktionszyklus und des vorzeitigen Ausfalls erheblich verkürzt. -Sobald das Problem der Rissbildung und des Versagens von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen nicht effektiv gelöst ist, wirkt sich dies direkt auf die wirtschaftlichen Vorteile des Produktionsunternehmens aus. Aus diesem Grund haben immer mehr Hersteller von Druckgussteilen aus Aluminiumlegierungen ihre Rissanalysen erweitert. Der folgende Inhalt nimmt den Warmarbeitsstahl H13 als Beispiel und kombiniert den eigentlichen Produktionsprozess, um die Ursachen für Rissbildung und Versagen von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen unter den Aspekten des Formmaterials aus Aluminiumlegierungen, der Mikrostruktur und der Funkenerosion zu analysieren. Entsprechende Maßnahmen wurden ergriffen.

1. Ursachenanalyse von Rissen in der Druckgussform aus Aluminiumlegierungen 

Chemische Zusammensetzung

Vom Standpunkt der chemischen Zusammensetzung aus deckt der Warmarbeitsstahl vom Typ H13 hauptsächlich die konzentrierten Elemente C, SijMn, Mo, Cr und V ab. Aus Sicht der chemischen Eigenschaften gehört der Warmarbeitsstahl vom Typ H13 dazu werkstofflich auf Niedrig-Si- und Hoch-Mo-Warmarbeitsstahl. Im Produktionsprozess werden die Hersteller den Si-Gehalt entsprechend reduzieren oder den Mo-Gehalt im Stahl entsprechend dem tatsächlichen Bedarf erhöhen. Durch Reduzierung des Si-Gehalts kann die Vorspannung effektiv reduziert werden

Das Auftreten des Ausscheidungsphänomens und die weitere Verfeinerung der Austenitkörner verbessern die Festigkeit und Zähigkeit von Stahl. Eine Erhöhung des Mo-Gehalts kann die Härtbarkeit, Anlassbeständigkeit und Hitzebeständigkeit von Stahl verbessern. Und verhindern effektiv die Ausscheidung von Korngrenzenkarbiden im Stahl sowie die Umwandlung von Bainit. Die Praxis hat gezeigt, dass Stahl mit niedrigem Si- und hohem Mo-Gehalt die Wahrscheinlichkeit einer Unterkühlung während des Erstarrungsprozesses verringert, wodurch das Auftreten von Dendriten, zelligen Säulenkristallen und Dendritenseigerungen wirksam verhindert wird. Die Kombination von Mo- und V-Elementen kann Legierungskarbide wie VC, MoC und Mo2C bilden. Legierungskarbide werden unter geeigneten Hochtemperaturbedingungen in einem fein dispergierten Zustand ausgeschieden, was die wärmehärtbaren Eigenschaften von Hochtemperaturmaterialien stark verbessert. Obwohl im Hinblick auf die chemische Zusammensetzung Warmarbeitsstahl vom Typ H13 eine starke Rissbeständigkeit aufweist, haben wir im tatsächlichen Betrieb festgestellt, dass Warmarbeitsstahl vom Typ H13 ein frühes Rissversagen aufweist. Um die Ursachen des Rissversagens besser analysieren zu können, ist es notwendig, das Gefüge des Warmarbeitsstahls H13 für die weitere Analyse effektiv zu kombinieren.

Mikrostruktur

Um die Mikrostruktur von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen umfassend zu untersuchen, werden in diesem Teil Formmaterialien verwendet, die nach dem Abschrecken und Anlassen im Vakuum nicht verwendet wurden, und verwendete Formmaterialien als Forschungsobjekte zur Analyse der Mikrostruktur von Druckgussteilen aus Aluminiumlegierungen Formen, und dann die Ursachen von Rissbildungsfehlern herausfinden.

Formmaterialien, die nach dem Abschrecken und Tempern im Vakuum nicht verwendet wurden

Durch die Praxis hat sich herausgestellt, dass nach der Wärmebehandlung ungleichmäßige Gewebe auf dem Substrat des Forschungsobjekts verteilt sind. Bei der Beobachtung des Forschungsobjekts unter einem Mikroskop mit geringer Vergrößerung stellten wir fest, dass eine große Anzahl von ausgeschiedenen körnigen Karbiden auf der Matrix verteilt und entmischt sind. Mit anderen Worten, im Vergleich zu den Karbiden von normalem Gewebe hat dieser Teil der Karbide ein größeres Volumen. Durch die übermäßige Ausscheidung von Karbiden und Legierungskarbiden verliert der Formstoff viel umgebenden Kohlenstoff und Legierungselemente. Unter normalen Umständen lösen sich die abgesonderten Karbide der Form nicht leicht auf, wenn die Form durch Abschrecken erhitzt wird. Aufgrund des Fehlens von Kohlenstoff und Legierungselementen ist es jedoch unter Hochtemperaturerhitzen leicht zu Martensit zu wechseln, wodurch der Qualitätsstern reduziert wird und die Festigkeit und Zähigkeit des Stahls stark reduziert werden, wodurch er gerade jetzt leicht bricht. Unter Verwendung eines Mikroskops geringer Leistung zur Beobachtung des geglühten Stahls vor dem Vakuumabschrecken stellten wir fest, dass die Stahlmatrix ebenfalls eine Seigerung aufweist. Das Auftreten dieses Phänomens bedeutet die mangelnde Gleichmäßigkeit der Stahlrohstoffe. Und wenn das Entmischungsphänomen nicht effektiv behandelt wird, erhöht dies das Risiko von Formrissen und -versagen und beeinflusst die endgültige Lebensdauer der Form.

Formmaterial nach Gebrauch

In der tatsächlichen Produktion zeigen allgemeine H13-Stahl-Warmarbeitsstahlformen nach etwa 30,000 Einsätzen unterschiedliche Rissgrade auf der Oberfläche der Form, wie z sind geformt. Der Grund für dieses Phänomen sind meist metallurgische Defekte in den Rohstoffen.

EDM

EDM ist eine der am häufigsten verwendeten Verarbeitungsmethoden in Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen. Gegenüber anderen Bearbeitungsverfahren bietet dieses Bearbeitungsverfahren die Vorteile einer hohen Bearbeitungsgenauigkeit, eines hohen Automatisierungsgrades und einer einfachen Bearbeitung von unregelmäßig geformten Teilen im spezifischen Anwendungsprozess. Trotzdem haben die bei der Verarbeitung freigesetzten Funken die Eigenschaften von hoher Temperatur und hohem Druck, und die Temperatur des Arbeitsmediums wird

Durch den starken Rückgang wurde die Stahloberfläche in thermische Umschmelzzone und Wärmeeinflusszone unterteilt. Die sogenannte Thermoremelting-Zone bedeutet, dass das Oberflächenmetall durch die beim Entladen freiwerdende hohe Temperatur aufgeschmolzen wird. Denn die Schmelze wird nicht vollständig ausgeschleudert und die zurückgehaltene Schmelze erstarrt beim Abkühlen des Arbeitsmediums. Die thermische Umschmelzzone ist meist auf der obersten Schicht der Stahloberfläche verteilt. Gegenüber der Wärmeeinflussschicht in der thermischen Umschmelzzone wird der Metallwerkstoff angegriffen

Nach dem Brennen bei hoher Temperatur trat kein Schmelzphänomen auf, jedoch änderte sich die metallographische Struktur des Materials entsprechend. Durch viel Übung haben wir festgestellt, dass der Heißformprozess auch das Risiko von Formrissen und -versagen in der Heißumschmelzzone und der Wärmeeinflusszone erhöht. Nachdem die Aluminiumlegierungs-Druckgussform nach dem EDM den Gasofen passiert hat, wird sie, obwohl sich die metallographische Struktur der Form nicht entsprechend ändert, thermisch umgeschmolzen.

Es treten jedoch leichte Risse in der Zone auf, und wenn sich die Risse bis in die Wärmeeinflusszone erstrecken, nimmt der Mikrorissbereich wieder zu, was wiederum den Grad des Formrissversagens erhöht.

2.Vorbeugende Maßnahmen gegen Rissbildung bei Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen

• 2.1 Erhöhung der Anzahl der Proben für die metallographische Prüfung von Rohstoffen für Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen Im tatsächlichen Produktionsprozess haben viele Hersteller die metallographische Prüfung der eingekauften Rohstoffe nicht vollständig durchgeführt, um den Produktionsplan zu beschleunigen. Um das Auftreten von Rissen und Ausfällen von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen zu reduzieren, müssen die Hersteller die Anzahl der metallographischen Inspektionen von Rohmaterialproben im geglühten und vakuumvergüteten Zustand erhöhen, um sicherzustellen, dass die Formmaterialien die Anforderungen erfüllen der eigentliche Produktionsbedarf weitestgehend. Bei der Entnahme von Formstoffproben hat der Hersteller den Probenahmeort wissenschaftlich und vernünftig zu wählen. Bei der Probenahme von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen verwenden die Hersteller im Allgemeinen den Anguss als Probenahmeort, um die Integrität des Standardkernteils sicherzustellen und die genaue Qualität der Formrohstoffe zu erkennen.
• 2.2 Die durch EDM verursachte thermische Umschmelzzone effektiv lösen: Die durch Funkenerosion verursachte thermische Umschmelzzone hat eine höhere Härte und eine größere Sprödigkeit, und während des Bearbeitungsprozesses können Mikrorisse auftreten. Besonders beim Flammröstverfahren ist die Wahrscheinlichkeit von Mikrorissen größer. Um Risse und Ausfälle von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen zu vermeiden, ist es notwendig, das Auftreten einer heißen Umschmelzzone wissenschaftlich und vernünftig zu vermeiden. Nach dem Erodieren muss die heiße Umschmelzzone rechtzeitig entfernt und die Form rechtzeitig angelassen werden, um die Restspannung der betroffenen Schicht weitgehend zu beseitigen. .
• 2.3 Das Phänomen des frühen Rissversagens effektiv vermeiden: Das Rissversagen von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen tritt in einem frühen Stadium auf, das meist durch die zu hohe Schmiedetemperatur des Rohlingsschmiedens verursacht wird. Das aus diesem Grund verursachte Rissversagen ist ein irreparabler Defekt. Daher muss der Hersteller bei der Herstellung von Rohlingen die Schmiedetemperatur streng kontrollieren. In der Abschreckerwärmungsstufe ist es auch notwendig, die Erwärmungszeit wissenschaftlich und vernünftig zu gestalten, um die Erwärmungstemperatur effektiv zu steuern und das Auftreten von Entkohlung zu verhindern. In der Abschreck- und Abkühlphase ist es notwendig, die Abkühlzeit effektiv zu kontrollieren und danach zu streben, den Abschreck- und Abkühlprozess in kürzester Zeit und mit der schnellsten Geschwindigkeit abzuschließen. Beim Kühlwasserkanal muss der Konstrukteur den Abstand zum Profil und zu den Ecken groß genug halten, um einen reibungslosen Ablauf des Kühlprozesses zu gewährleisten.
• 2.4 Wissenschaftliche und angemessene Wärmebehandlung der Form: Die Qualität der Rohstoffe für Druckgussformen beeinflusst in hohem Maße die Lebensdauer von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen. Daher müssen die Mitarbeiter die geeigneten Druckgussformrohstoffe basierend auf dem tatsächlichen Bedarf auswählen. Nachdem der Arbeiter die Rohstoffe für die Druckgussformen aus Aluminiumlegierung bestimmt hat, ist es notwendig, rechtzeitig eine Wärmebehandlung durchzuführen. Gleichzeitig ist es notwendig, den Spannungsabbauprozess in der Produktionsphase gut zu gestalten, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden und den R-Winkel zu kontrollieren. Systemarbeit. -Im Allgemeinen muss die Druckgussform aus Aluminiumlegierung, wenn sie etwa 10,000 Mal verwendet wird, rechtzeitig getempert werden, um die Spannungen abzubauen, um effektiv zu verhindern, dass die Spannungskonzentration ein Reißen und Versagen der Form verursacht. Um die Nutzungsdauer der gesamten Form zu erhöhen, können mehrere Temper- und Entspannungsverfahren verwendet werden.
• 2.5 Die Temperatur im Produktionsprozess von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen wissenschaftlich und angemessen kontrollieren: Der Produktionsprozess von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen weist hohe Temperaturen und hohen Druck auf. Daher ist es besonders wichtig, die Temperatur im Produktionsprozess wissenschaftlich und vernünftig zu kontrollieren. Im Produktionsprozess kann der Produzent mit einem geeigneten Thermometer die maximale Temperatur im Druckgussprozess berechnen und durch wirksame Kontrollmaßnahmen die Temperatur innerhalb von 650 Grad kontrollieren.

3. Fazit

Kurz gesagt, mit der rasanten Entwicklung der Sozialwirtschaft meines Landes haben die Hersteller von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen in Bezug auf Anzahl und Produktionsumfang schnell zugenommen. Aufgrund der hohen Investitionen in die Produktionskosten von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen wirkt sich dies jedoch direkt auf die Produktionseffizienz und die Marktwettbewerbsfähigkeit des Herstellers aus, sobald die Produktionsqualität nicht effektiv garantiert werden kann. Im Produktionsprozess ist Rissversagen ein häufiges Qualitätsproblem von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen. Dies hat nicht nur bei den Herstellern große Aufmerksamkeit auf sich gezogen, sondern wurde auch häufig verwendet, um Verbraucher zu beeinflussen. Aus diesem Grund ist es besonders wichtig, die Forschung zum Rissversagen von Druckgussformen aus Aluminiumlegierungen zu intensivieren. Der obige Inhalt analysiert die Ursachen des Rissversagens von Aluminiumlegierungs-Druckgussformen und schlägt auf dieser Grundlage vorbeugende Maßnahmen gegen Rissversagen von Aluminiumlegierungs-Druckgussformen vor. Es besteht die Hoffnung, dass es den einschlägigen Arbeitnehmern einen gewissen Referenzwert bringen und die nachhaltige, schnelle und gesunde Entwicklung der Druckgussformindustrie für Aluminiumlegierungen in meinem Land fördern kann.

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