O ângulo agudo na cavidade do molde é uma posição de alto risco para rachaduras de fadiga térmica. O raio do ângulo arredondado, as flutuações de temperatura locais, a concentração de tensão e o estado de nitrificação da superfície juntos determinam a vida útil da ruptura de inserções de moldes de fundição de pressão diferencial LPDC, gravidade e CPC.
Os ângulos internos afiados criam uma concentração severa de tensão sob uma carga térmica cíclica. A simulação mostra que, quando o raio do canto arredondado R < 1,0 mm, o coeficiente de amplificação de tensão atinge 2,7-3,2; Para inserções H13 de moldes de componentes estruturais EV, as rachaduras de fadiga térmica são nucleadas preferencialmente na raiz do canto.
A amplitude de oscilação de temperatura local determina a vida útil da fadiga térmica. Na posição angular da cavidade, o contato com a fusão cria um aquecimento rápido; A abertura do molde e o resfriamento por pulverização resultam em um resfriamento rápido. As flutuações de temperatura acima de 220 °C aceleraram drasticamente a formação de rachaduras nos moldes de fundição de pressão diferencial CPC.
Proposta de projeto de raio de arredondamento para cantos de cavidade de alta carga: menor arredondamento interno R ≥ 1,5 mm. Para formas geométricas funcionais que não podem alcançar grandes cantos arredondados, uma transição suave é usada para evitar o design da cavidade de fundição gravitacional.
A fragilidade da camada de nitreto aumenta o risco de fissuras de ângulo. O ângulo de concentração de tensão sobrepõe a camada de compostos nitrosos frágeis; Para placas de rodas de liga de alumínio fundido LPDC, sob ciclos térmicos repetidos, as micro rachaduras se originaram na camada de nitrogênio e se expandiram para o substrato H13.
É necessário evitar que os cantos arredondados sejam excessivamente polidos. O polimento manual excessivo pode criar pequenas marcas de abrasão na raiz do canto; Mesmo que o molde de fundição de alumínio tenha um ângulo arredondado com um raio teórico qualificado, a abertura de abrasão se tornará uma fonte de rachaduras.
Layout do canal de resfriamento perto da área angular: Evite colocar os orifícios de resfriamento muito perto da raiz angular. Distâncias inferiores a 14 mm ampliam as flutuações de temperatura locais, exacerbando o estresse térmico na posição arredondada do molde do componente estrutural EV.
Características de aviso de fratura de fadiga térmica angular: Primeiro se manifesta como fraturas de micro-rede ao longo da superfície arredondada. Se a produção continuar sem manutenção, para o molde de fundição de pressão diferencial CPC, após 1000-1400 ciclos adicionais, as rachaduras de rede se conectam e se desenvolvem em rachaduras de penetração.
Desafios de reparo de rachaduras térmicas na área arredondada: um simples polimento de superfície não pode remover as raízes dentro da raiz angular. Para os moldes de fundição por gravidade, após um curto período de produção, a ponta de rachadura permanece sob a superfície e se expande rapidamente novamente sob carga térmica-mecânica.
Soldagem de reposição de posição de ângulo afiado: a rede de rachaduras é completamente desgastada, a transição do cordão de solda de ângulo arredondado é adotada, o aquecimento pré-soldagem e a eliminação de tensão pós-soldagem são estritamente implementados. Após a re-soldagem para o trabalho de manutenção do molde de fundição LPDC, a geometria arredondada suave é recriada.
Procast simulação de acoplamento de estresse térmico para marcar áreas angulares de alta concentração de estresse. No entanto, a simulação não pode refletir completamente as lacunas de abrasão, a nitrificação frágil e os defeitos introduzidos em outras oficinas; Inspeções visuais regulares no local ainda são insubstituíveis.
Lembrete de compra de moldes transfronteiriços: a marcação do raio de arredondamento do desenho 2D deve ser clara. Muitos dos moldes entregues vêm com raízes afiadas invisíveis e até mesmo marcadores de desenho R-fillet causados pela compensação insuficiente do raio da ferramenta de usinagem CNC durante a fabricação de moldes.
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Perguntas Frequentes Resposta
P: Qual é o coeficiente de amplificação de tensão para o ângulo interno do molde com ângulos arredondados R < 1,0 mm?
R: O coeficiente de amplificação de tensão na raiz do ângulo interno afiado atinge 2,7 a 3,2.
P: Que tipo de limiar de oscilação de temperatura acelera drasticamente as rachaduras de fadiga térmica de ângulo redondo?
A: As flutuações de temperatura de circulação locais acima de 220 °C podem acelerar significativamente a formação de rachaduras.
P: Qual é o raio de arredondamento interno mínimo recomendado para cantos de cavidade de molde de alta carga?
a: Use a geometria de canto da cavidade de alta tensão com raio de arredondamento interno R ≥ 1,5 mm.
Q: Quais defeitos relacionados ao polimento se tornam fontes ocultas de rachaduras nas raízes dos cantos arredondados?
R: As pequenas abrasivas causadas pelo excesso de polimento são a origem das rachaduras de fadiga térmica.
P: Que tipo de distância do canal de resfriamento coloca o risco de estresse térmico perto de grandes cantos de cavidade?
R: A distância do furo abaixo de 14 mm pode ampliar as flutuações locais de temperatura e o estresse térmico.
P: O que acontece se eu limitar a superfície a uma fenda de fadiga térmica na área arredondada?
R: Sob carga térmica cíclica, a ponta de rachadura sob a superfície continua a existir e se expande rapidamente.
P: Apesar do raio de arredondamento marcado, qual é a causa de fabricação que causa raízes de cantos afiados?
R: A compensação insuficiente do raio da ferramenta CNC durante o processamento de moldes pode produzir raízes afiadas invisíveis.
