Oorzaken en oplossingen voor het falen van hydraulische persmatrijzen

Dit artikel beschrijft voornamelijk de redenen voor het mislukken vanhydraulische persmallen en oplossingen.

1. Vormmateriaal

Matrijzenstaal behoort tot de gelegeerde staalsoorten. Het bevat defecten zoals niet-metallische insluitingen, carbidesegregatie, centrale poriën en witte vlekken in de structuur, die de sterkte, taaiheid en thermische vermoeiingsweerstand van de matrijs aanzienlijk verminderen. Over het algemeen wordt het op basis van kwaliteit onderverdeeld in gewone en hoogwaardige matrijzen. Dankzij geavanceerde productietechnologieën zijn hoogwaardige matrijzen zuiver van kwaliteit, uniform van structuur, vertonen ze weinig segregatie en hebben ze een hoge taaiheid en thermische vermoeiingsweerstand.

Oplossing: Gewone mallen worden gesmeed om grote niet-metallische insluitingen te verwijderen, carbidesegregatie te elimineren, carbiden te verfijnen en de structuur uniform te maken, om zo hoogwaardige mallen te verkrijgen.

2. Ontwerp van mallen

Bij het ontwerpen van de matrijs moeten de buitenafmetingen van de module worden bepaald op basis van het materiaal en de geometrische afmetingen van het te vormen onderdeel om de sterkte van de matrijs te garanderen. Bovendien kan tijdens de warmtebehandeling en het gebruik van de matrijs, door de kleine radius van de afronding, de brede dunwandige doorsnede, het grote wanddikteverschil en de onjuiste positionering van de gaten en sleuven, gemakkelijk overmatige spanningsconcentratie en scheurvorming optreden. Het matrijsontwerp moet daarom scherpe hoeken zoveel mogelijk vermijden en de posities van de gaten en sleuven moeten redelijk worden gekozen.

3. Productieproces

1) Smeedproces

De matrijs bevat veel legeringselementen, heeft een grote weerstand tegen vervorming tijdens het smeden, een slechte warmtegeleiding en een lage eutectische temperatuur. Als hier geen rekening mee wordt gehouden, kan dit leiden tot matrijsfalen. De matrijs moet worden voorverwarmd tot 800-900 °C en vervolgens worden verhit tot 1065-1175 °C. Om grote niet-metallische insluitingen te verwijderen, carbidesegregatie te elimineren en carbiden te verfijnen, moeten het opstuiken en trekken tijdens het smeedproces worden herhaald met een uniforme structuur. Tijdens het afkoelen na het smeden kunnen afschrikbarsten ontstaan. Het is gemakkelijk om dwarsbarsten in het midden te ontwikkelen. Langzame afkoeling na het smeden is daarom noodzakelijk.smedenDit probleem kan worden voorkomen.

2) Snijden

De oppervlakteruwheid van het snijproces heeft een grote invloed op de thermische vermoeiingsweerstand van de matrijs. Een lage oppervlakteruwheid van de matrijsopening, zonder defecten zoals snijsporen, krassen en bramen, die spanningsconcentraties veroorzaken en thermische vermoeiingsscheuren kunnen initiëren, is essentieel.
Oplossing: Voorkom tijdens het bewerken van de matrijs dat er snijsporen achterblijven op de rondingen van de hoeken van complexe onderdelen. Slijp bovendien de bramen weg bij de gaten, groefranden en -wortels.

3) Slijpen

Tijdens het slijpproces kan lokale wrijvingswarmte gemakkelijk defecten zoals brandplekken en scheuren veroorzaken en restspanning op het slijpoppervlak teweegbrengen, wat leidt tot voortijdig falen van de matrijs. De brandplekken die door de slijpwarmte ontstaan, kunnen het matrijsoppervlak harden totdat getemperd martensiet wordt gevormd. De broze en ongeharde martensietlaag zal de thermische vermoeiingsweerstand van de matrijs aanzienlijk verminderen. Wanneer de lokale temperatuurstijging van het slijpoppervlak boven de 800 °C komt en de koeling onvoldoende is, zal het oppervlaktemateriaal opnieuw austenitiseren en afkoelen tot martensiet. Het matrijsoppervlak zal dan een hogere structurele spanning vertonen. De temperatuurstijging van het matrijsoppervlak veroorzaakt thermische spanning tijdens het slijpproces, en de combinatie van structurele en thermische spanning kan gemakkelijk leiden tot slijpscheuren in de matrijs.

4) Elektro-vonkbewerking

Elektro-vonkbewerking is een onmisbare afwerkingsmethode in het moderne matrijzenproductieproces. Bij de vonkontlading stijgt de plaatselijke temperatuur tot boven de 1000 °C, waardoor het metaal op het ontladingspunt smelt en verdampt. Op het oppervlak van de elektro-vonkbewerking ontstaat een dunne laag gesmolten en opnieuw gestold metaal met daarin veel microscheurtjes. Deze dunne metaallaag is helderwit. Onder de belasting van de matrijs kunnen deze microscheurtjes gemakkelijk uitgroeien tot macroscheuren, wat leidt tot vroegtijdige breuk en slijtage van de matrijs.
Oplossing: Na het EDM-proces wordt de matrijs getemperd om interne spanningen te verwijderen. De tempertemperatuur mag echter niet hoger zijn dan de maximale tempertemperatuur die vóór het EDM-proces was ingesteld.

5) Warmtebehandelingsproces

Een verstandig warmtebehandelingsproces kan ervoor zorgen dat de matrijs de vereiste mechanische eigenschappen verkrijgt en de levensduur ervan verlengt. Als het ontwerp of de uitvoering van het warmtebehandelingsproces onjuist is en de matrijs daardoor defect raakt, zal dit het draagvermogen van de matrijs ernstig aantasten, wat leidt tot vroegtijdige slijtage en een kortere levensduur. Mogelijke defecten tijdens de warmtebehandeling zijn onder andere oververhitting, oververbranding, ontkoling, scheuren, een ongelijkmatige hardingslaag en onvoldoende hardheid. Na verloop van tijd, wanneer de opgebouwde interne spanning een gevaarlijke grens bereikt, moeten spanningsontlasting en temperen worden uitgevoerd. Anders zal de matrijs bij verder gebruik scheuren als gevolg van interne spanning.

4. Gebruik van mallen

1) Voorverwarmen van de mallen

De matrijs heeft een hoog gehalte aan legeringselementen en een slechte warmtegeleiding. Deze moet vóór gebruik volledig worden voorverwarmd. Als de temperatuur van de matrijs tijdens gebruik te hoog is, neemt de sterkte af en treedt er gemakkelijk plastische vervorming op, wat kan leiden tot het bezwijken van het matrijsoppervlak. Wanneer de voorverwarmingstemperatuur te laag is, verandert de oppervlaktetemperatuur direct na ingebruikname sterk, waardoor de thermische spanning groot is en er gemakkelijk scheuren kunnen ontstaan.
Oplossing: De voorverwarmingstemperatuur van de matrijs wordt vastgesteld op 250-300℃. Dit vermindert niet alleen het temperatuurverschil tijdens het smeden en voorkomt overmatige thermische spanning op het matrijsoppervlak, maar beperkt ook effectief de plastische vervorming op het matrijsoppervlak.

2) Koeling en smering van de matrijs

Om de warmtebelasting van de matrijs te verminderen en hoge temperaturen te voorkomen, wordt de matrijs tijdens de matrijsinterval meestal geforceerd afgekoeld. Periodiek verwarmen en afkoelen van de matrijs kan leiden tot thermische vermoeidheidsscheuren. De matrijs moet na gebruik langzaam afkoelen; anders ontstaan ​​er thermische spanningen, wat kan leiden tot scheuren en uiteindelijk tot defecten aan de matrijs.
Oplossing: Tijdens het gebruik van de matrijs kan een smeermiddel op waterbasis met grafiet en een grafietgehalte van 12% worden gebruikt om de vormkracht te verminderen, een normale metaalstroom in de matrijs te garanderen en het lossen van het smeedstuk te vergemakkelijken. Grafiet als smeermiddel heeft bovendien een warmteafvoerende werking, waardoor de bedrijfstemperatuur van de matrijs kan worden verlaagd.

Bovenstaande zijn alle oorzaken en oplossingen voor het falen van matrijzen bij hydraulische persen.Zhengxiis een fabrikant die gespecialiseerd is inhydraulische persapparatuurAls u iets nodig heeft, neem dan gerust contact met ons op.