Nguyên nhân và giải pháp cho sự cố hỏng khuôn ép thủy lực

Bài viết này chủ yếu giới thiệu các nguyên nhân dẫn đến thất bại củamáy ép thủy lựcKhuôn mẫu và giải pháp.

1. Vật liệu làm khuôn

Thép làm khuôn thuộc loại thép hợp kim. Trong cấu trúc của nó có thể xuất hiện các khuyết tật như tạp chất phi kim loại, sự phân bố không đồng đều của cacbua, lỗ rỗng trung tâm và các đốm trắng, làm giảm đáng kể độ bền, độ dẻo dai và khả năng chịu mỏi nhiệt của khuôn. Nhìn chung, theo chất lượng, nó được chia thành khuôn thông thường và khuôn chất lượng cao. Nhờ công nghệ sản xuất tiên tiến, khuôn chất lượng cao có chất lượng tinh khiết, cấu trúc đồng nhất, ít phân bố không đồng đều, và có độ dẻo dai và khả năng chịu mỏi nhiệt cao.

Giải pháp: Rèn khuôn thông thường để phá vỡ các tạp chất phi kim loại lớn, loại bỏ sự phân bố không đồng đều của cacbua, tinh chế cacbua và làm cho cấu trúc đồng nhất nhằm đạt được hiệu quả của khuôn chất lượng cao.

2. Thiết kế khuôn mẫu

Khi thiết kế khuôn, kích thước bên ngoài của mô-đun cần được xác định theo vật liệu và kích thước hình học của chi tiết được tạo hình để đảm bảo độ bền của khuôn. Ngoài ra, trong quá trình xử lý nhiệt và sử dụng khuôn, do bán kính góc bo nhỏ, tiết diện thành mỏng rộng, chênh lệch độ dày thành lớn và vị trí lỗ và rãnh không phù hợp, dễ gây ra hiện tượng tập trung ứng suất quá mức và nứt vỡ. Thiết kế khuôn nên tránh tối đa các góc nhọn, và vị trí lỗ và rãnh cần được bố trí hợp lý.

3. Quy trình sản xuất

1) Quy trình rèn

Khuôn chứa nhiều nguyên tố hợp kim, có khả năng chống biến dạng lớn trong quá trình rèn, dẫn nhiệt kém và nhiệt độ eutectic thấp. Nếu không chú ý, sẽ dẫn đến hỏng khuôn. Cần phải nung nóng sơ bộ ở 800-900℃ rồi nung nóng tiếp đến 1065-1175℃. Để loại bỏ các tạp chất phi kim loại lớn, loại bỏ sự phân bố không đồng đều của cacbua và tinh luyện cacbua, cần lặp lại quá trình ép và kéo trong quá trình rèn với sự sắp xếp đồng đều. Trong quá trình làm nguội sau khi rèn, dễ xuất hiện các vết nứt do tôi. Rất dễ xuất hiện các vết nứt ngang ở trung tâm. Làm nguội chậm sau khi rèn.rèncó thể tránh được vấn đề này.

2) Cắt

Độ nhám bề mặt của quá trình cắt gọt ảnh hưởng rất lớn đến khả năng chịu mỏi nhiệt của khuôn. Bề mặt khoang khuôn phải có độ nhám thấp và không có các khuyết tật như vết dao, vết xước và gờ, những yếu tố này sẽ gây ra sự tập trung ứng suất và dẫn đến sự hình thành các vết nứt do mỏi nhiệt.
Giải pháp: Khi gia công khuôn, cần tránh để lại vết dao trên bán kính các góc của các chi tiết phức tạp. Và mài bỏ các gờ trên các lỗ, cạnh rãnh và chân rãnh.

3) Nghiền

Trong quá trình mài, nhiệt ma sát cục bộ dễ gây ra các khuyết tật như cháy và nứt, đồng thời tạo ra ứng suất kéo dư trên bề mặt mài, dẫn đến hỏng khuôn sớm. Vết cháy do nhiệt mài có thể làm tôi luyện bề mặt khuôn cho đến khi hình thành mactenxit tôi. Lớp mactenxit giòn và chưa tôi luyện sẽ làm giảm đáng kể khả năng chịu mỏi nhiệt của khuôn. Khi nhiệt độ cục bộ trên bề mặt mài tăng vượt quá 800℃ và quá trình làm nguội không đủ, vật liệu bề mặt sẽ bị tái austenit hóa và tôi thành mactenxit. Bề mặt khuôn sẽ chịu ứng suất kết cấu cao hơn. Sự tăng nhiệt độ của bề mặt khuôn sẽ tạo ra ứng suất nhiệt trong quá trình mài, và sự chồng chất của ứng suất kết cấu và ứng suất nhiệt dễ gây ra các vết nứt do mài trên khuôn.

4) Gia công bằng tia lửa điện

Gia công bằng tia lửa điện là một phương pháp hoàn thiện không thể thiếu trong quy trình sản xuất khuôn mẫu hiện đại. Khi xảy ra hiện tượng phóng điện, nhiệt độ tức thời tại điểm phóng điện vượt quá 1000℃, do đó kim loại tại điểm phóng điện nóng chảy và bay hơi. Trên bề mặt gia công bằng tia lửa điện sẽ hình thành một lớp mỏng kim loại nóng chảy và đông đặc lại. Trong lớp này có nhiều vết nứt nhỏ. Lớp kim loại mỏng này có màu trắng sáng. Dưới tác động của khuôn, những vết nứt nhỏ này dễ dàng phát triển thành các vết nứt lớn, dẫn đến gãy vỡ và mài mòn khuôn sớm.
Giải pháp: Sau quá trình gia công EDM, khuôn được tôi luyện để loại bỏ ứng suất bên trong. Tuy nhiên, nhiệt độ tôi luyện không được vượt quá nhiệt độ tôi luyện tối đa trước khi gia công EDM.

5) Quy trình xử lý nhiệt

Quy trình xử lý nhiệt hợp lý có thể giúp khuôn đạt được các tính chất cơ học cần thiết và cải thiện tuổi thọ. Nếu thiết kế hoặc vận hành quy trình xử lý nhiệt không đúng cách và gây hư hỏng khuôn, nó sẽ làm giảm nghiêm trọng khả năng chịu tải của khuôn, dẫn đến hư hỏng sớm và rút ngắn tuổi thọ. Các khuyết tật trong xử lý nhiệt bao gồm quá nhiệt, cháy quá mức, khử cacbon, nứt, lớp tôi cứng không đều, độ cứng không đủ, v.v. Sau một thời gian sử dụng, khi ứng suất bên trong tích lũy đạt đến giới hạn nguy hiểm, cần phải thực hiện giảm ứng suất và tôi luyện. Nếu không, khuôn sẽ bị nứt do ứng suất bên trong khi tiếp tục sử dụng.

4. Sử dụng khuôn

1) Làm nóng khuôn trước khi sử dụng

Khuôn có hàm lượng hợp kim cao và độ dẫn nhiệt kém. Cần phải làm nóng khuôn hoàn toàn trước khi sử dụng. Nếu nhiệt độ khuôn quá cao trong quá trình sử dụng, độ bền sẽ giảm, dễ xảy ra biến dạng dẻo, dẫn đến sụp đổ bề mặt khuôn. Khi nhiệt độ làm nóng trước quá thấp, nhiệt độ bề mặt tức thời thay đổi mạnh khi bắt đầu sử dụng khuôn, ứng suất nhiệt lớn, dễ gây nứt.
Giải pháp: Nhiệt độ làm nóng sơ bộ khuôn được xác định là 250-300℃. Điều này không chỉ giúp giảm sự chênh lệch nhiệt độ khi rèn khuôn và tránh ứng suất nhiệt quá mức trên bề mặt khuôn mà còn giảm thiểu hiệu quả biến dạng dẻo trên bề mặt khuôn.

2) Làm mát và bôi trơn khuôn

Để giảm tải nhiệt cho khuôn và tránh nhiệt độ cao, khuôn thường được làm nguội cưỡng bức trong suốt quá trình gia công. Việc làm nóng và làm nguội khuôn định kỳ sẽ gây ra các vết nứt do mỏi nhiệt. Khuôn nên được làm nguội từ từ sau khi sử dụng; nếu không, ứng suất nhiệt sẽ xảy ra, dẫn đến nứt và hỏng khuôn.
Giải pháp: Khi khuôn đang hoạt động, có thể sử dụng chất bôi trơn gốc nước chứa 12% than chì để giảm lực tạo hình, đảm bảo dòng chảy kim loại bình thường trong khoang khuôn và giúp việc tách sản phẩm rèn được trơn tru. Chất bôi trơn than chì cũng có tác dụng tản nhiệt, giúp giảm nhiệt độ hoạt động của khuôn.

Trên đây là tất cả các nguyên nhân và giải pháp cho sự cố hỏng khuôn ép thủy lực.Chính Tâylà nhà sản xuất chuyên vềthiết bị ép thủy lựcNếu cần gì, vui lòng liên hệ với chúng tôi.