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[摘 要]铝合金压铸生产最大的用户市场汽车工业。随着人类更加关注可持续发展和地球环境保护，对汽车工业发展的目标很明确、节材或采用新能源。汽车轻量化是实现高速、安全、节能、舒适、环保的最佳途径。用铝合金代替传统钢铁制造汽车，可使整车重量减轻30%～40%。汽车行业轻量化是趋势。所以铝合金零件必然会越来约多。这就必然用到铝合金压铸模。现在的汽车零件模具费用小的十万左右，大的到几百万，模具的损坏将带来极大的经济损失及时间的浪费。为此契机分析压铸模损坏原因及改善应对。
[关键词]模具；内应力；模温
中图分类号：TU352 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0017-01
压铸模，压力铸造成型工艺中，用以成型铸件所使用的模具。在实际生产使用过程中模具会出现各种损坏情况，其常见的形式是模肉铸点，裂纹。铝合金压铸，一开合，模肉都要经受高温铝液的高速冲刷，加热，升温，降温，冷却等温差过程。所有这些过程都会产生应力。所以应力是导致压铸模具损坏的主要原因。热能，机械，化学，填充冲击都会产生应力，这些应力包括：机械应力和热应力。
这些应力产生主要在以下俩个过程：模具的加工制造；压铸生产。
一、模具加工制造过程
1、模肉的原材料质量问题。原材料缺陷引起的锻造裂纹，原材料不纯，残余缩孔、钢中夹杂物会导致锻件出现裂纹。加工模具过程中，有的肉眼可以明显看到裂纹。如用此模具生产，生产不了多少货就会出现严重裂纹甚至出现崩缺。
应对：原材料一定要选择正规的厂家提供。后续模具加工过程中，如发现材料有裂痕，或其它可能影响到模具非正常损坏及过早失效，一定要要尽快联系供应商，尽快更换新材料，再安排模具制作，以此避免交期延误。坚决不允许新模的焊修。其它相关事宜，则由相关部门处理。至于怎么处理及后续改善，不在本论文讨论之列。
2、加工模肉需要经历CNC上涉及，钻，车、铣、锣等各种加工时切削产生的切削应力。
应对：这种应力可通过模肉的回火来去除。
3、模具EDM加工也会产生应力。模具表面会产生一层白亮层，并且又硬又脆。这一层本身会有裂纹，且有应力。电火花加工时应采用较高的频率，使白亮层减到最小，必须进行人工抛光省修的方法去除表面硬化层。
应对：人工修省去除硬化层，再回火处理。
4，热处理方法不当，会导致模肉开裂而过早失效。尤其是只采用调质，不进行淬火，再进行表面氮化工艺，在压铸生产经历几千模次后就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，所以必须进行回火来消除内应力。
应对：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。我司模具实际上使用真空淬火加三次回火，去除内应力，使得模肉表面硬度达到：HRC46～48。
二、压铸生产过程
1、模温
模具在生产前应预热到一定的温度200～300摄氏度。通常使用燃气加热模具，或者有的设计使用模温机加热。如果不预先加热，当高温金属液充型时会产生激冷，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，导致产品出不了模，从而拉伤模肉表面。
应对：在模具设计中使用模拟软件（如MAGMA）进行模具模温的分析，合理设计模具的运水，使得模温变化有序。模具铸件设计壁厚尽可能地均匀，避免产生热节，以减少模具局部热量集中产生的热疲劳，同时铸件的转角处应尽可能适当的增加圆角，以避免模具上有尖角位导致应力的集中产生。及合理的运水设计，或者使用模温机，使模具工作温度保持在一定的范围内，使模具保持热平衡。
2、填充模腔
铝合金金属液700摄氏度左右高温，以高压、高速填充，一定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，合金液、杂质、空气还会与模具表面产生复杂的化学作用，由此产生腐蚀和裂纹。当合金液裹杂着气体时，会在型腔中低压区预先膨胀，当气体压力升高到一定时候，将产生内向爆破，从而拉扯出型腔表面的金属质点而造成损伤。
应对：填充铝液前，熔炼时去除铝渣，及除氢处理。排除减少杂质及氢等。另外进行合理的模具设计，浇注系统设计尽量减少对芯冲击、冲蚀。在模拟软件上，多做尝试对比，确定最终的模具方案，再进行模具的制作。
3、压铸生产
在每一个循环压铸件生产过程中，由于模肉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与收缩，从而导致周期性热应力集中。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，模具表面将产生龟裂纹。
应对：压铸生产进行模具寿命统计，前期新模批板生产，刚开始生产5K啤，就需要安排模具下模保养，进行回火处理，消除由于往复生产导致模具内部应力的集中。
4、压铸完后开模
由于压铸生产，一般属于高温，高压生产，有些零件会发生变形，如顶针，抽芯等。这些也会产生机械应力。
应对：模具中各元件应有足够的刚度、强度，以承受压力而不变形。模具壁厚要足够厚，才能减少变形。
结论
模具首先从原材料，模具钢材开始就要开始保证质量；模具合理结构设计，要尽可能地满足模具的流道特性，保持模具的热平衡；模具的加工工艺编排，还有热处理工艺等；还有后期的模具正常生产，一定要定期计划保养，维修模具。这样才能保证模具的正常使用寿命，从而达到節约成本的目的。
参考文献
[1]吴春苗主编.压铸实用技术。广东：广东科技出版社，2003.5.
[2]潘宪曾主编.压铸模设计手册。北京：机械工业出版社，1999.
[3]刘伯操主编.铸造手册铸造非铁和金。中国机械工程学会铸造分会编机械工业出版社，2001.10.
[关键词]模具；内应力；模温
中图分类号：TU352 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0017-01
压铸模，压力铸造成型工艺中，用以成型铸件所使用的模具。在实际生产使用过程中模具会出现各种损坏情况，其常见的形式是模肉铸点，裂纹。铝合金压铸，一开合，模肉都要经受高温铝液的高速冲刷，加热，升温，降温，冷却等温差过程。所有这些过程都会产生应力。所以应力是导致压铸模具损坏的主要原因。热能，机械，化学，填充冲击都会产生应力，这些应力包括：机械应力和热应力。
这些应力产生主要在以下俩个过程：模具的加工制造；压铸生产。
一、模具加工制造过程
1、模肉的原材料质量问题。原材料缺陷引起的锻造裂纹，原材料不纯，残余缩孔、钢中夹杂物会导致锻件出现裂纹。加工模具过程中，有的肉眼可以明显看到裂纹。如用此模具生产，生产不了多少货就会出现严重裂纹甚至出现崩缺。
应对：原材料一定要选择正规的厂家提供。后续模具加工过程中，如发现材料有裂痕，或其它可能影响到模具非正常损坏及过早失效，一定要要尽快联系供应商，尽快更换新材料，再安排模具制作，以此避免交期延误。坚决不允许新模的焊修。其它相关事宜，则由相关部门处理。至于怎么处理及后续改善，不在本论文讨论之列。
2、加工模肉需要经历CNC上涉及，钻，车、铣、锣等各种加工时切削产生的切削应力。
应对：这种应力可通过模肉的回火来去除。
3、模具EDM加工也会产生应力。模具表面会产生一层白亮层，并且又硬又脆。这一层本身会有裂纹，且有应力。电火花加工时应采用较高的频率，使白亮层减到最小，必须进行人工抛光省修的方法去除表面硬化层。
应对：人工修省去除硬化层，再回火处理。
4，热处理方法不当，会导致模肉开裂而过早失效。尤其是只采用调质，不进行淬火，再进行表面氮化工艺，在压铸生产经历几千模次后就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，所以必须进行回火来消除内应力。
应对：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。我司模具实际上使用真空淬火加三次回火，去除内应力，使得模肉表面硬度达到：HRC46～48。
二、压铸生产过程
1、模温
模具在生产前应预热到一定的温度200～300摄氏度。通常使用燃气加热模具，或者有的设计使用模温机加热。如果不预先加热，当高温金属液充型时会产生激冷，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，导致产品出不了模，从而拉伤模肉表面。
应对：在模具设计中使用模拟软件（如MAGMA）进行模具模温的分析，合理设计模具的运水，使得模温变化有序。模具铸件设计壁厚尽可能地均匀，避免产生热节，以减少模具局部热量集中产生的热疲劳，同时铸件的转角处应尽可能适当的增加圆角，以避免模具上有尖角位导致应力的集中产生。及合理的运水设计，或者使用模温机，使模具工作温度保持在一定的范围内，使模具保持热平衡。
2、填充模腔
铝合金金属液700摄氏度左右高温，以高压、高速填充，一定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，合金液、杂质、空气还会与模具表面产生复杂的化学作用，由此产生腐蚀和裂纹。当合金液裹杂着气体时，会在型腔中低压区预先膨胀，当气体压力升高到一定时候，将产生内向爆破，从而拉扯出型腔表面的金属质点而造成损伤。
应对：填充铝液前，熔炼时去除铝渣，及除氢处理。排除减少杂质及氢等。另外进行合理的模具设计，浇注系统设计尽量减少对芯冲击、冲蚀。在模拟软件上，多做尝试对比，确定最终的模具方案，再进行模具的制作。
3、压铸生产
在每一个循环压铸件生产过程中，由于模肉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与收缩，从而导致周期性热应力集中。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，模具表面将产生龟裂纹。
应对：压铸生产进行模具寿命统计，前期新模批板生产，刚开始生产5K啤，就需要安排模具下模保养，进行回火处理，消除由于往复生产导致模具内部应力的集中。
4、压铸完后开模
由于压铸生产，一般属于高温，高压生产，有些零件会发生变形，如顶针，抽芯等。这些也会产生机械应力。
应对：模具中各元件应有足够的刚度、强度，以承受压力而不变形。模具壁厚要足够厚，才能减少变形。
结论
模具首先从原材料，模具钢材开始就要开始保证质量；模具合理结构设计，要尽可能地满足模具的流道特性，保持模具的热平衡；模具的加工工艺编排，还有热处理工艺等；还有后期的模具正常生产，一定要定期计划保养，维修模具。这样才能保证模具的正常使用寿命，从而达到節约成本的目的。
参考文献
[1]吴春苗主编.压铸实用技术。广东：广东科技出版社，2003.5.
[2]潘宪曾主编.压铸模设计手册。北京：机械工业出版社，1999.
[3]刘伯操主编.铸造手册铸造非铁和金。中国机械工程学会铸造分会编机械工业出版社，2001.10.