Causas e soluções para falhas em moldes de prensa hidráulica

Este artigo apresenta principalmente as razões para o fracasso deprensa hidráulicamoldes e soluções.

1. Material do molde

O aço para moldes pertence à classe dos aços-liga. Apresenta defeitos como inclusões não metálicas, segregação de carbonetos, poros centrais e manchas brancas em sua estrutura, que reduzem significativamente a resistência, a tenacidade e a resistência à fadiga térmica do molde. Geralmente, os moldes são classificados em moldes comuns e moldes de alta qualidade, de acordo com sua qualidade. Graças à tecnologia de produção avançada, os moldes de alta qualidade são puros, uniformes em sua estrutura, apresentam baixa segregação e possuem alta tenacidade e resistência à fadiga térmica.

Solução: Forjar moldes comuns para quebrar grandes inclusões não metálicas, eliminar a segregação de carbonetos, refinar os carbonetos e uniformizar a estrutura, a fim de obter o efeito de moldes de alta qualidade.

2. Projeto de moldes

Ao projetar o molde, as dimensões externas do módulo devem ser determinadas de acordo com o material e as dimensões geométricas da peça moldada para garantir a resistência do molde. Além disso, durante o tratamento térmico e o uso do molde, devido ao pequeno raio do filete, à seção transversal de parede fina e larga, à grande diferença de espessura da parede e à posição inadequada dos furos e ranhuras, é fácil ocorrer concentração excessiva de tensão e início de trincas. O projeto do molde deve evitar cantos vivos sempre que possível, e as posições dos furos e ranhuras devem ser dispostas de forma racional.

3. Processo de fabricação

1) Processo de forjamento

O molde contém muitos elementos de liga, possui alta resistência à deformação durante a forjagem, baixa condutividade térmica e baixa temperatura eutética. Se não houver cuidado, isso pode causar falhas no molde. Ele deve ser pré-aquecido a 800-900 °C e, em seguida, aquecido a 1065-1175 °C. Para remover grandes inclusões não metálicas, eliminar a segregação de carbonetos e refinar os carbonetos, o recalque e o embutimento devem ser repetidos durante o processo de forjagem para garantir uma organização uniforme. Durante o resfriamento após a forjagem, tendem a surgir trincas de têmpera. É fácil o surgimento de trincas transversais no centro. O resfriamento lento após a têmpera é recomendado.forjamentopode evitar esse problema.

2) Corte

A rugosidade superficial do processo de corte influencia significativamente o desempenho do molde em relação à fadiga térmica. Uma rugosidade superficial baixa na cavidade do molde, sem defeitos como marcas de corte, arranhões e rebarbas, pode causar concentração de tensões e o início de trincas por fadiga térmica.
Solução: Ao processar o molde, evite que marcas de corte fiquem nos raios dos cantos de peças complexas. Além disso, remova as rebarbas dos furos, bordas e raízes dos sulcos.

3) Moagem

Durante o processo de retificação, o calor de fricção localizado pode facilmente causar defeitos como queimaduras e fissuras, além de gerar tensões residuais de tração na superfície retificada, levando à falha prematura do molde. As queimaduras causadas pelo calor da retificação podem temperar a superfície do molde até a formação de martensita revenida. A camada de martensita frágil e não revenida reduz significativamente o desempenho do molde em relação à fadiga térmica. Quando o aumento da temperatura local na superfície retificada ultrapassa 800 °C e o resfriamento é insuficiente, o material da superfície sofre reaustenitização e têmpera, transformando-se em martensita. A superfície do molde passa a apresentar maior tensão estrutural. O aumento da temperatura na superfície do molde gera tensão térmica durante o processo de retificação, e a sobreposição das tensões estruturais e térmicas pode facilmente causar fissuras de retificação no molde.

4) Usinagem por eletroerosão

A usinagem por eletroerosão é um método de acabamento indispensável no processo moderno de fabricação de moldes. Quando a descarga da faísca ocorre, a temperatura instantânea local excede 1000 °C, fazendo com que o metal no ponto de descarga derreta e vaporize. Uma fina camada de metal derretido e ressolidificado se forma na superfície usinada por eletroerosão, contendo inúmeras microfissuras. Essa fina camada de metal é de cor branca brilhante. Sob a carga do molde, essas microfissuras se transformam facilmente em macrofissuras, resultando em fraturas prematuras e desgaste do molde.
Solução: Após o processo de eletroerosão (EDM), o molde é temperado para eliminar tensões internas. No entanto, a temperatura de têmpera não deve exceder a temperatura máxima de têmpera antes da eletroerosão.

5) Processo de tratamento térmico

Um processo de tratamento térmico adequado permite que o molde obtenha as propriedades mecânicas necessárias e prolongue sua vida útil. Se o projeto ou a execução do tratamento térmico forem inadequados e causarem a falha do molde, a capacidade de carga será seriamente comprometida, resultando em falha prematura e redução da vida útil. Os defeitos de tratamento térmico incluem superaquecimento, queima excessiva, descarbonetação, fissuras, camada de têmpera irregular, dureza insuficiente, etc. Após um período de uso, quando a tensão interna acumulada atingir o limite crítico, deve-se realizar o alívio de tensões e o revenimento. Caso contrário, o molde poderá fissurar devido à tensão interna com o uso contínuo.

4. Utilização de moldes

1) Pré-aquecimento dos moldes

O molde possui alto teor de elementos de liga e baixa condutividade térmica. Deve ser totalmente pré-aquecido antes do uso. Se a temperatura do molde estiver muito alta durante o uso, a resistência diminuirá e a deformação plástica ocorrerá facilmente, resultando no colapso da superfície do molde. Quando a temperatura de pré-aquecimento é muito baixa, a temperatura da superfície varia muito instantaneamente quando o molde começa a ser usado, a tensão térmica é grande e pode ocorrer rachaduras com facilidade.
Solução: A temperatura de pré-aquecimento do molde foi determinada entre 250 e 300 °C. Isso não só reduz a diferença de temperatura durante a forjagem e evita o estresse térmico excessivo na superfície do molde, como também reduz efetivamente a deformação plástica nessa superfície.

2) Resfriamento e lubrificação do molde

Para reduzir a carga térmica do molde e evitar altas temperaturas, geralmente é necessário forçar o resfriamento do molde durante o intervalo de moldagem. O aquecimento e resfriamento periódicos do molde podem causar fissuras por fadiga térmica. O molde deve ser resfriado lentamente após o uso; caso contrário, ocorrerão tensões térmicas, resultando em fissuras e falhas no molde.
Solução: Quando o molde estiver em funcionamento, pode-se utilizar grafite à base de água com 12% de teor de grafite como lubrificante para reduzir a força de conformação, garantir o fluxo normal do metal na cavidade e facilitar a remoção da peça forjada. O lubrificante de grafite também possui efeito dissipador de calor, o que pode reduzir a temperatura de operação do molde.

As razões e soluções acima para falhas em moldes de prensas hidráulicas são apresentadas a seguir.Zhengxié um fabricante especializado emequipamento de prensa hidráulicaSe precisar de alguma coisa, entre em contato conosco.