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压铸模具镶块寿命研究

覃瑞立 曾琴 发表于2019-9-4 22:55:54 压铸模具镶块研究

图1/Figure 1

在图1的探伤结果中,产品在镶块对应的部位上出现了大量的缩孔缺陷,这直接导致了产品报废。

原标题:基于MAGMASOFT®的压铸模具镶块寿命研究

在很多产品中,由于镶块表面逐渐地老化,对铸件局部冷却效果也逐渐弱化,进而导致产品局部在后续的生产中出现缩孔,产品试漏报废率高达30%以上。为了保证产品质量,往往在2-3万模次后就得更换这些镶块,导致生产成本的增加。图1是其中一个典型案例、

考虑到镶块材料属性基本不变,变的是其老化的表面与铸件之间的传热状态,也就是MAGMASOFT?铸造模拟中涉及的界面传热系数,而且随着镶块表面老化程度的加深,这个界面传热系数越低。因此,我们可以基于MAGMASOFT?来做模拟验证:在所有其它条件相同的前提下,在镶块和铸件之间设定不同的界面传热系数,比较镶块的温度场变化,观察随着界面传热系数的降低镶块本体温度是否降低。图2是MAGMASOFT?的模拟结果和温度曲线变化情况:

秒速时时彩 图2/figure 2

通过图2结果中的某点的数据对比证实:随着界面传热系数的降低镶块本体温度也在降低。

基于这个事实,为了提高镶块的使用寿命,保持良好的传热和冷却条件,优化传统CNC加工冷却水路变得必要。因此,借助先进的3D打印技术,突破传统CNC加工冷却水路的限制,通过随型冷却和扩大冷却水路散热面积来确保镶块的快速冷却。如图3,是传统CNC和3D打印镶块和冷却水路设计对比:

图3

并基于MAGMASOFT?进行温度场模拟对比分析,得出如图4的结果:

图4/figure 4

从图4的结果可以得出:即使随着镶块的逐渐老化(界面传热系数降低),3D打印镶块的温度都比传统镶块的低了近50℃。这说明3D打印的冷却效果要好很多,而且③号3D打印冷却水路因散热面积大而冷却效果在早期使用过程中更好。

在实际中,采用了3D打印镶块后,产品质量明显改善,探伤缩孔缺陷大大减少,试漏测试后废品率下降至2%以下。图5是改善前后产品探伤结果对比:

图5/figure 5

同时,镶块使用寿命提高5-6万模次。

结论
1.压铸模镶块老化可致产品局部缺陷加重,进而明显增加废品率。
2.使用先进的3D打印技术实现镶块随型冷却可大大改善镶块冷却条件,提高镶块使用寿命。
3.基于MAGMASOFT?的模拟仿真,可加快模具冷却条件设计进度,确保设计的有效性。

作者: 覃瑞立   曾琴

东莞鸿图精密压铸有限公司

 

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