CN113151641B - 一种可延长模具使用寿命的模具活化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铸造领域，其公开了一种可延长模具使用寿命的模具活化方法，所述模具为用于加工烧烤炉的模具；所述模具在每使用10000‑30000模次时进行回火操作，以降低模具的内应力；回火操作在600‑700℃条件下进行，持续时间9‑24h；所述模具所用钢材的型号为H13；所述模具包括上模和下模，所述上模和下模合膜得到型腔，所述型腔包括主型腔、流道腔、排气腔，所述流道腔和排气腔位于主型腔的两侧；所述主型腔从流道腔至排气腔的方向上厚度逐渐减小，主型腔的厚度为2‑3.5mm。该方法可有效提高模具的模次，该模具特别适用于铝制烧烤炉的制备。
Description
技术领域
本发明涉及铸造领域，具体涉及一种可延长模具使用寿命的模具活化方法。
背景技术
模具在使用一段时间后会去应力，去应力可采用两种方式：震动和热回火。
《模具去应力回火知识问答》网站：https://www.docin.com/p-1171782139.html中记载：在啤5000-10000次后第一次回火去应力；之后每20000-30000次安排一次回火去应力。
回火去应力温度一般为550℃，不应超过600℃。
即使按照如此操作，一般情况下，模具模次不会超过20万次。
本发明所要解决的技术问题是：如何进一步提高制作烧烤炉配件的压铸模具的使用寿命，尽量达到或超过20万模次。
发明内容
本发明的目的是提供一种可延长模具使用寿命的模具活化方法，该方法可有效提高模具的模次，该模具特别适用于铝制烧烤炉的制备。
本发明的具体方案如下：一种可延长模具使用寿命的模具活化方法，所述模具为用于加工烧烤炉的模具；所述模具在每使用10000-30000模次时进行回火操作，以降低模具的内应力；
回火操作在600-700℃条件下进行，持续时间9-24h；
所述模具所用钢材的型号为H13；
所述模具包括上模和下模，所述上模和下模合膜得到型腔，所述型腔包括主型腔、流道腔、排气腔，所述流道腔和排气腔位于主型腔的两侧；
所述主型腔从流道腔至排气腔的方向上厚度逐渐减小，主型腔的厚度为2-3.5mm。
在上述的可延长模具使用寿命的模具活化方法中，从流道腔至排气腔的方向上，以等间距取N个主型腔的截面，第一个截面至第N个截面的厚度为h1、h2、h3......hn；
其中，h1、h2、h3......hn为等比数列。
在上述的可延长模具使用寿命的模具活化方法中，当N为4时，所述等比数列的公比为0.96-0.98。
在上述的可延长模具使用寿命的模具活化方法中，所述回火操作具体为：
步骤1：将上模和下模取下，升温至400℃；
步骤2：在2-3h内升温至600-620℃；
步骤3：升温至630±10℃，保温4-10h；
步骤4：升温至685±15℃，保温3-8h；
步骤5：降温至655±15℃，保温2-6h；
步骤6：自然降温至常温。
在上述的可延长模具使用寿命的模具活化方法中，采用残余应力测试仪进行测试，当模具的残余应力达到了限定值时，进行回火操作。
在上述的可延长模具使用寿命的模具活化方法中，所述排气腔有5个，分设在主型腔的一侧。
在上述的可延长模具使用寿命的模具活化方法中，所述流道腔包括料柄部和流动部，所述流动部的宽度从料柄部至主型腔方向逐渐增大。
在上述的可延长模具使用寿命的模具活化方法中，在向型腔内注入铝水的过程中，主型腔内的铝水流速为60±5m/s。
在上述的可延长模具使用寿命的模具活化方法中，模具的使用寿命超过30万模次。
在上述的可延长模具使用寿命的模具活化方法中，所述主型腔的长度为350-400mm；所述主型腔的宽度为550-600mm，所述主型腔的厚度为160-170mm。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明使模具模次达到或超过20万次的目标离不开如下因素：
1、钢材的选材；
2、回火时机和回火温度；
3、型腔厚度。
模具出现应力疲劳导致模具出现裂痕、变形，主要与铁水注入时温差、冲击密切相关，也与模具的材料相关。经过反复实验确定，钢材选用H13的钢材，型腔的厚度逐渐减少，可尽可能减少对于模具型腔的冲击。回火时，针对该型号的钢材，回火温度为600-700℃条件下进行，经过上述改进，模次可提高到20万次。
当型腔厚度减少的频率的等比数列的公比为0.96-0.98，优选为0.97时，其模次可提高到36万次。
在此基础上，铝水流速控制在60m/s时，其充型时间短，相比于过高的流速、过低的流速来说，其模次可接近于40万次。
附图说明
图1为本发明的实施例1的型腔的立体图；
图2为本发明的实施例1的型腔的主视图；
图3为本发明的实施例1的图2的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。
实施例1
一种可延长模具使用寿命的模具活化方法，所述模具为用于加工烧烤炉的模具；所述模具在每使用10000-30000模次时进行回火操作，一般来说，采用残余应力测试仪进行测试，当模具的残余应力达到了350～450N/mm2(以下实施例均按照此标准)时，进行回火操作，以降低模具的内应力；
回火操作选择在650-680℃条件下进行，持续时间12h；
所述模具所用钢材的型号为H13；
所述模具包括上模和下模，所述上模和下模合膜得到型腔，所述型腔包括主型腔1、流道腔、排气腔3，所述流道腔和排气腔位于主型腔的两侧；为了方便标识，本发明通过铸造出来的半成品来表示型腔的结构。如图1-3所示。
型腔的结构如图1所示，其主型腔的长度为376mm；所述主型腔的宽度为572mm，所述主型腔的深度为169mm。
所述流道腔包括料柄部2和流动部4，所述流动部4的宽度从料柄部2至主型腔1方向逐渐增大；
排气腔有5个，分设在主型腔的一侧；
所述主型腔从流道腔至排气腔的方向上厚度逐渐减小，主型腔的厚度为2.9-3.4mm。
从流道腔至排气腔的方向上，以等间距取4个主型腔的截面，第一个截面至第N个截面的厚度为h1、h2、h3、h4；
其中，h1、h2、h3、h4为等比数列，所述等比数列的公比为0.97。
4个截面的截取位置为在主型腔的10mm、100mm、190mm、280mm处分别截取，如果截取位置为斜面或弧面，应垂直于该斜面或弧面进行剖面截取。
h1的厚度为3.3mm，h2的厚度为3.2mm，h3的厚度为3.1mm，h4的厚度为3.0mm，整个主型腔最薄位置为2.9mm。
在加工过程中，在向型腔内注入铝水的过程中，主型腔内浇口的铝水流速为40±5m/s，铝水的温度为650±10℃；
经过三年的使用和定期回火，模具的使用寿命达到22万模次。
实施例2
一种可延长模具使用寿命的模具活化方法，所述模具为用于加工烧烤炉配件的铝合金压铸模具；所述模具在每使用10000-30000模次时进行回火操作，一般来说，采用残余应力测试仪进行测试，当模具的残余应力达到了限定值时，进行回火操作，以降低模具的内应力；
回火操作选择在600-700℃条件下进行，持续时间12h；
所述回火操作具体为：
步骤1：将上模和下模取下，升温至400℃；
步骤2：在2-3h内升温至600-620℃；
步骤3：升温至630±5℃，保温5h；
步骤4：升温至685±5℃，保温4h；
步骤5：降温至655±5℃，保温3h；
步骤6：自然降温至常温。
其余同实施例1。
经过三年多时间的使用和定期回火，模具的使用寿命达到25万模次。
实施例3
一种可延长模具使用寿命的模具活化方法，所述模具为用于加工烧烤炉基座的铝合金压铸模具；所述模具在每使用10000-30000模次时进行回火操作，一般来说，采用残余应力测试仪进行测试，当模具的残余应力达到了限定值时，进行回火操作，以降低模具的内应力；
回火操作选择在600-700℃条件下进行，持续时间18h；
所述回火操作具体为：
步骤1：将上模和下模取下，升温至400℃；
步骤2：在2-3h内升温至600-620℃；
步骤3：升温至630±5℃，保温8h；
步骤4：升温至685±5℃，保温6h；
步骤5：降温至655±5℃，保温4h；
步骤6：自然降温至常温。
其余同实施例1。
经过二年多的使用和定期回火，模具的使用寿命达到28万模次。
实施例4
一种可延长模具使用寿命的模具活化方法，所述模具为用于加工烧烤炉侧板的铝合金压铸模具；所述模具在每使用10000-30000模次时进行回火操作，一般来说，采用残余应力测试仪进行测试，当模具的残余应力达到了限定值时，进行回火操作，以降低模具的内应力；
回火操作选择在600-700℃条件下进行，持续时间22h；
所述回火操作具体为：
步骤1：将上模和下模取下，升温至400℃；
步骤2：在2-3h内升温至600-620℃；
步骤3：升温至630±5℃，保温10h；
步骤4：升温至685±5℃，保温7h；
步骤5：降温至655±5℃，保温5h；
步骤6：自然降温至常温。
等比数列的公比为0.98。
在加工过程中，在向型腔内注入铝水的过程中，主型腔内的铝水流速为40±5m/s，其余同实施例1。
经过三年的使用和定期回火，模具的使用寿命达到24万模次。
实施例5
同实施例4，不同的地方在于，铝水流速为70m/s，经过三年的使用和定期回火，模具的使用寿命达到29万模次。
实施例6
同实施例1，不同地方在于，回火温度为620-640℃，经过三年天的使用和定期回火，模具的使用寿命达到30万模次。
实施例7
同实施例3，不同的地方在于，所述回火操作具体为：
步骤1：将上模和下模取下，升温至400℃；
步骤2：在2-3h内升温至600-620℃；
步骤3：升温至650±5℃，保温8h；
步骤4：升温至675±5℃，保温6h；
步骤5：降温至635±5℃，保温4h；
步骤6：自然降温至常温。
经过三年的使用和定期回火，模具的使用寿命达到23万模次。
对比例1
同实施例3，不同之处在于，在580-600℃情况下恒温回火18h。
经过三年天的使用和定期回火，模具的使用寿命达到23万模次。
对比例2
同实施例3，不同之处在于，主型腔的厚度基本上为均匀厚度，其厚度为3.1±0.05mm。
经过三年天的使用和定期回火，模具的使用寿命达到18万模次。
经过反复的实验和数据调整，在铝制烧烤炉的设计时，需要适当的从铝液的进口到出口方向，烧烤炉的壁厚要略微减少，这种减少不会对强度造成明显影响，客户从肉眼上很难察觉，这种调整一方面可提高烧烤炉的成型效果，因为随着厚度的逐渐减少，越往靠近排气腔的方面，其面积越小，其流体充型越好，这样产品的裂缝少、强度稳定性优、使用寿命长，同时在充型过程中，充型充分、对模具冲击小，可提高模具的应力积累周期，在进行该项改进前，工厂1.5万模次就要回火一次，进行该项改进后，2.5-3万模次甚至更久才需要回火，这从被加工产品的角度提高模具的使用寿命。
其次，在模具钢的选择上应当进行适当的甄别，我们选用H13的钢材，其金相特点满足NADCA#207-2003AS1～AS2。
最后，也是最重要的，针对该型号的钢材，回火的时间和温度，需要优选至9-24h，回火温度应当大于600℃低于700℃，更有选的是，回火时，温度控制尽可能的精细，以达到接近25万模次的目标。
Claims (7)
1.一种可延长模具使用寿命的模具活化方法，其特征在于，所述模具为用于加工烧烤炉的模具；所述模具在每使用10000-30000模次时进行回火操作，以降低模具的内应力；
回火操作在600-700℃条件下进行，持续时间9-24h；
所述模具所用钢材的型号为H13；
所述模具包括上模和下模，所述上模和下模合膜得到型腔，所述型腔包括主型腔、流道腔、排气腔，所述流道腔和排气腔位于主型腔的两侧；
所述主型腔从流道腔至排气腔的方向上厚度逐渐减小，主型腔的厚度为2-3.5mm；
从流道腔至排气腔的方向上，以等间距取N个主型腔的截面，第一个截面至第N个截面的厚度为h1、h2、h3......hn；
其中，h1、h2、h3......hn为等比数列；
当N为4时，所述等比数列的公比为0.96-0.98；
所述主型腔的长度为350-400mm；所述主型腔的宽度为550-600mm，所述主型腔的厚度为160-170mm。
2.根据权利要求1所述的可延长模具使用寿命的模具活化方法，其特征在于，所述回火操作具体为：
步骤1：将上模和下模取下，升温至400℃；
步骤2：在2-3h内升温至600-620℃；
步骤3：升温至630±10℃，保温4-10h；
步骤4：升温至685±15℃，保温3-8h；
步骤5：降温至655±15℃，保温2-6h；
步骤6：自然降温至常温。
3.根据权利要求1所述的可延长模具使用寿命的模具活化方法，其特征在于，采用残余应力测试仪进行测试，当模具的残余应力达到或超过限定值时，进行回火操作。
4.根据权利要求1所述的可延长模具使用寿命的模具活化方法，其特征在于，所述排气腔有5个，分设在主型腔的一侧。
5.根据权利要求1所述的可延长模具使用寿命的模具活化方法，其特征在于，所述流道腔包括料柄部和流动部，所述流动部的宽度从料柄部至主型腔方向逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的可延长模具使用寿命的模具活化方法，其特征在于，在向型腔内注入铝水的过程中，主型腔内的铝水流速为60±5m/s。
7.根据权利要求1所述的可延长模具使用寿命的模具活化方法，其特征在于，模具的使用寿命超过30万模次。
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