【精品】欧Ⅱ离心铸造模具几种失效分析及改善(改)

福建船政交通职业学院

毕业论文(设计)

题目：欧Ⅱ离心铸造模具几种失效分析及改善

系部：机械工程系

姓名：林燕玲

学号：11

专业：材料成型与控制技术

年级班级：11材料（1）班

指导教师(职称）:吴圆丽（讲师）

二O一四年六月

目录

引言............................................. 错误!未指定书签。

1欧Ⅱ模具生产制造中的失效形式及改进方案......... 错误!未指定书签。

1。1模具生产制造中的失效形式.......... 错误!未指定书签。

1.1.1磨损失效的类型................ 错误!未指定书签。

1.1.2过量变形失效.................. 错误!未指定书签。

1.1.3断裂失效...................... 错误!未指定书签。

1。2.模具在生产制造中的失效原因....... 错误!未指定书签。

1。2。1磨损的原因.................. 错误!未指定书签。

1.2。2过量变形失效的失效机理....... 错误!未指定书签。

1。2。3断裂失效的机理.............. 错误!未指定书签。

1.3解决缺陷的方法..................... 错误!未指定书签。

1。3。1解决模具磨损的方法.......... 错误!未指定书签。

1.3。3解决断裂的措施............... 错误!未指定书签。

2。欧Ⅱ模具在缸套生产中使用的失效形式及改进方案错误!未指定书签。

2.1模具在缸套生产中使用的失效形式..... 错误!未指定书签。

2。2模具在缸套生产中的失效形式的机理.. 错误!未指定书签。

2。3解决模具在缸套生产中出现失效的方法错误!未指定书签。

结束语................................... 错误!未指定书签。

致谢..................................... 错误!未指定书签。

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欧Ⅱ离心铸造模具几种失效分析及改善

林燕玲

摘要：离心铸造在汽车缸套毛坯铸造行业中占了重要的地位,而模具的寿命受多种

因素影响,最后导致模具寿命的终结是由于模具发生了失效的现象,通过对模具的失效

进行分析，找出模具失效的主要原因，采取相应的措施进行改进，可以达到提高模具使

用寿命的目的。

关键词：离心铸造汽车缸套模具寿命模具失效

引言

目前在我国，离心铸造已成为一种应用广泛的铸造方法，特别在生产一些管、筒类铸件如铸铁管、铜管、缸套、双金属钢背铜套等方面，离心铸造几乎是一种主要的方法。采用离心铸造生产缸套可消除白口和金相组织中出现过冷石墨的缺陷，并且铸件的外表面也可根据零件形状的需要做成高低不平的形状,以节省机械加工工时.离心铸造模具是用来成型各种工业产品的一种重要工艺装备,随着模具工业的发展，高质量、高性能、高效率模具的大量应用,模具寿命已引起世人的关注。在工业产品飞速发展带动模具工业快速发展的今天，从模具发展的总趋势可以看出，无论是模具的大型化、复杂化还是高精度、高效率，都依赖于模具寿命的提高。提高模具的寿命其实就是延续模具的失效。失效分析是对事物认识的一个复杂过程，通过多设备分析,找到模具失效的原因和解决措施,从而达到提高模具寿命的最终目的.

1欧Ⅱ模具生产制造中的失效形式及改进方案

1。1模具生产制造中的失效形式

模具受到损坏，不能通过修复而继续服役时称为模具失效。模具种类繁多，工作状态差别很大，损坏部位也各异,但失效形式归纳起来主要有三类.

（1）表面磨损主要包括表面磨损、接触疲劳、表面腐蚀等.

（2）过量变形包括过量弹性变形、塑性变形等.

（3）断裂主要包括韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂等。1.1.1磨损失效的类型

由于表面的相对运动，从接触表面逐渐失去物质的现象称为磨损。模具在工作时，与成型坯料接触,产生相对运动，造成磨损.当磨损使模具的尺寸发生变化或改变了模具的表面状态,使其不能继续服役，称为磨损失效。

磨损是多种因素相互影响的复杂过程，可形成多种类型,按磨损机理的不同大致分为：磨粒磨损、疲劳磨损、粘着磨损等。

（1）磨粒磨损

工件表面的硬突出物或外来硬质颗粒存在工作与模具接触表面之间，划擦模具表面,引起模具表面材料脱落的现象称为磨粒磨损或磨料磨损.

磨粒首先被压入软工件内，在模具与工件相对运动时刮擦模具，从模具表面切下细小的碎片.当模具表面存在沟槽、凹坑等缺陷时,磨粒易嵌入沟槽.凹坑或粘在模具表面上随模具一起运动,磨粒将划伤或犁皱工件。

磨粒磨损的主要特征如下图，摩擦表面擦伤、划痕。

（2）疲劳磨损

两接触表面互相运动时，在循环应力在作用下，使表层金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损或麻点磨损.

疲劳磨损的表面特征如下图，接触表面出现许多豆状、贝壳状或不规则的形状的凹坑，有些凹坑较深，底部有疲劳裂纹扩展线的痕迹。

（3）粘着磨损

工件与模具表面相对运动时，由于表面凹凸不平，某些接触点局部应力超过了材料的屈服强度发生粘合,粘合的结点发生剪切断裂而拽开，是模具表面材料转移到工件上或脱落的现象称为粘着磨损。

相对运动的接触表面发生粘着以后，根据运动产生的切应力、接触处的粘合强度、金属本身的强度三者之间的不同关系而产生不同磨损现象，可以把粘着磨损分为以下几种。

1.涂抹当较软金属的剪切强度小于外加的切应力，也小于接触处的粘合强度时，剪切破坏发生在离粘着结合面不远的软金属层内，被剪切的软金属涂抹在硬金属表面上的现象。

2。擦伤金属表面有细而浅的划痕,有时硬金属表面也有划伤的现象。

3.撕脱剪切破坏发生在摩擦一方或两方金属较深处，有较深划痕的现象。

4.咬死摩擦副之间咬死，不能相对运动的现象。

粘着磨损的主要特征是金属表面有细的划痕,沿滑动方向可能形成交替的裂口、凹穴。最突出的特征是表层金相组织和化学成分均明显变化,摩擦副之间有金属转移。磨损产物多为片状或小颗粒,在金属表面形成大小不等的结疤。

1.1.2过量变形失效

材料受到力的作用就会产生变形.随着力的增加，材料的变形总是要经历弹性变形阶段、塑性变形阶段、出现裂纹到裂纹扩展直至断裂阶段的过程。

变形失效是逐步进行的，一般属于非灾难性的，因此不易被人察觉.但是当变形量超过了模具的精度要求，成型的工件成为次品或废品时，也会造成模具的变形失效.而且过度的变形最终也会导致断裂.

1。1.3断裂失效

模具在工作中出现较大裂纹或部分分离而丧失正常服役能力的现象称为断裂失效。材料的断裂是力对材料作用的最终结果，意味着材料的彻底失效.模具断裂通常表现为产生局部碎块或整个模具断成几个部分。对于模具来说，断裂是最严重的失效形式,它是各种因素产生裂纹扩展的归宿。

按断裂裂纹扩展的路径分为晶间断裂、穿晶断裂;按断裂前的塑性变形大小分为韧性断裂、脆性断裂；按断裂机理分为一次性断裂、疲劳断裂;按断裂面的宏观取向与最大正应力的交角可分为正断、切断.

（1)韧性断裂（如图1所示)

断裂前产生明显的宏观塑性变形,断裂过程中吸收较多的能量，一般是在高于材料屈服应力条件下的高能断裂。这种断裂是一种缓慢的撕裂过程，不会造成严重的事故.

（2）脆性断裂

断裂前的变形量很小，没有明显的塑性变形量,断裂过程中材料吸收能量很小，一般是在低于允许应力条件下的低能断裂。脆性断裂是一种突然性发生的断裂，因而危害性很大。