铸铁类模具的主要失效形式是断裂失效和表面损伤失效。 3.2 可锻铸铁模座的主要失效形式
下模座在安装使用以及与成型模的装配中,会承受交变载荷的作用,如果工件本身存在铸造缺陷,在 应力集中处会形成裂纹。而螺纹安装孔在长期与模具的紧固中也会产生磨损或滑牙损伤,最终导致模座的 报废。
[1] 吴兆祥.模具材料及表面处理[M].北京:机械工业出版社,2009. [2] 李遂平.铸铁焊补的实践与技巧[M].长沙:湖南科学技术出版社,2001. [3] 高忠民.实用焊接技术[M].北京:金盾出版社,2003. [4] 何冰强,高汉华.塑料模具设计指导[M].大连:大连理工大学出版社,2009. [5] 江建刚.硬质合金粉末喷涂模具试验[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2001(3). [6] 闫志波.大型铸钢模具底板焊接[J].焊接质量控制与管理,2009(6).
到目前为止,尚找不到一种焊接方法或工艺能适应铸铁模具焊补的所有情况与要求,因此在焊补铸铁 模具时,为了使焊接取得成功,必须从实际出发,合理判定焊补工艺,注意坡口形式、预热温度、焊条型 号、焊条烘焙、焊后处理等问题。
陈旧或成分复杂的铸铁模具(如含Si低等),由于油污的渗积或者成分的偏析,焊接时往往会发生“滚 珠”和融合不好的现象。这种现象,绝大多数情况下,不是焊接材料的本身问题,而是由于模具清理不干 净,存在油污、锈迹、赃物等,或者是铸件偏析严重,选用焊条不当所致。前者,宜用气焊火焰烧掉油污, 再开坡口,然后清理干净。后者,宜选用溶合性较好的铸铁焊条。以上方法操作简便,生产周期短,有一 定的推广价值。
摘要:模具在现代工业生产中发挥了极其重要的作用。而模具尤其是铸铁模具在生产和使用中,不可避免的会出现裂 纹、磨损、气孔、塌角等失效形式。本文通过对铸铁模具的失效分析,制定了一套能满足其要求的焊接工艺及流程,为解决 类似的工程问题提供参考。
铸铁尤其是可锻铸铁、球墨铸铁,其力学性能接近于钢,一向是制造塑料模具的型芯、型腔、模板、 支架等尺寸较大零件的好材料。然而,铸铁类模具经长期使用后会出现裂纹、磨损、螺孔损伤等,如报废 回炉重新熔化,将给企业带来不应有的浪费和损失。
由于铸铁的焊接性差,焊后常有气孔,易变形,易断裂,易产生白口化和焊接裂纹,给铸铁模具的修 复产生相当的难度。找出能防止模具焊补后产生白口和新裂纹的焊接工艺或方法,是模具和焊接专业工程 技术人员共同需要研究和解决的问题。
我们用可锻铸铁模座为对象,在专业塑料制品厂进行试验,原模座的一次性使用寿命3000~4000件, 通过焊接修复后,使用寿命为8000~10000件,寿命提高到2~3倍。以年产千万件制品的中小型加工厂为 例,每年消耗铸铁材料近30多吨,而采用修复技术后,每年节约铸铁20多吨,扣除修复工艺成本,每年可 节约材料费用约10多万元。此外,由于必一运动(B·SPORT)模具、模座使用寿命的提高,减少了生产中的停、换时间,使制件 的班产量提高了10%。因此,综合经济效益可观。
对于锻造钢件模具,可利用粉末冶金原理,将硬质合金粉末和具有一定化学成份的钢基粉末喷涂、烧 结在模具的磨损表面,可使废旧模具得到修复利用。其他材质模具的焊补工艺参数见表3。
(5)注意事项:焊道1用单连续施焊,速度稍慢。焊道2采用反向分段对称焊,短弧焊,分段施焊长 度约为20mm。焊道3则按横向“月牙”形作较快运动,从里向外焊,使得最后焊缝收弧落在边角部位,焊 肉要平。 4.2 焊补破损伤的螺孔
(1)用氧-乙炔焰沿螺孔周围一圈将其加热至250℃左右。 (2)用2.5mm结422型焊条,电流50~60A慢速焊接,施焊时主要在螺孔的底边和外缘。 (3)堆焊2层时电流加大到80~100A,焊速略慢,堆焊完毕熔渣暂勿敲碎,让焊缝保温一段时间再缓 冷。 (4)如果是贯穿螺孔,则在下部反向堆焊层3。 (5)若螺孔直径≥20,可在堆焊层1后,将低碳钢镶块嵌在螺孔内。常见焊补工艺参数见表2。
模具失效是指模具工作部分发生严重磨损或损坏而不能用一般修复方法使其重新服役的现象。 3.1 铸铁模具的一般失效形式
作为模具材料,一般应具备有较高的强度、硬度、耐磨性、韧性和抗疲劳性能等。而塑料制品的成型 模具,由于其结构较复杂,制造难度较大,所以很多模具采用的是铸造工艺生产加工。常用的铸铁件材料 生产的模具零件种类见表1。
(2)顺着必一运动(B·SPORT)裂纹线°的焊道坡口,其深度为厚度的2/3, 焊接电流取150A。
(3)开好坡口后,用凿子剔除电弧飞溅后的冷却物,用钢丝刷刷去坡口的杂质,使其露出金属光泽。 (4)选3.2mm结426型或结506型焊条,用直流焊弧机并采取反接法(焊条接正极,工件接负极),电 流取100A,焊前应对焊条进行350℃~400℃左右的烘焙处理,烘干时间2h左右,烘干后放入保温桶中保温, 随用随取,按图示1,2,3顺序分三层堆焊裂纹。
5.1 铸钢件模具的缺陷焊补 铸钢模具的焊接性好于铸铁件,但焊后工件易产生变形。一般选用低氢钾型焊条,强度略低于母材。
分层施焊,焊前对焊缝两侧预热,预热温度160℃~180℃。焊后要高温(600℃)回火,保温时间≥10h。 5.2 灰铸铁件的焊补
灰铸铁件的焊接性能差,建议采用热焊法。焊前将工件整体加热到600℃~650℃,焊中工件温度不能 低于400℃,焊后立即加热到650℃,进行消除应力退火。一般选用纯镍基焊条Z308焊接。有资料介绍,选 用C808铸铁常温焊接焊丝,在CO2保护中进行螺旋焊法施焊,也能起到良好的焊接修补效果。 5.3 硬质合金粉末喷涂修补



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