模具零件表面缺陷檢測屬于機器視覺技術應用方面，利用計算機視覺模擬人類視覺功能，在每一次開模時進行圖像的采集處理、計算，最終進行實際檢測、控制和應用，可以及時發(fā)現(xiàn)模具零件的缺陷，以免造成重大損失。

壓鑄模服役過程中的工作環(huán)境惡劣，模具零件表面不僅需要承受高速金屬液的沖刷，還要經歷合模、壓射、開模、冷卻過程中劇烈的熱交換，故壓鑄模在生產過程中容易出現(xiàn)疲勞裂紋、斷裂、磨損以及沖蝕等缺陷。如果不能及時發(fā)現(xiàn)并采取應對措施，模具零件缺陷會對正常的生產活動產生影響，不僅會導致零件生產質量出現(xiàn)問題，而且會引發(fā)安全隱患，甚至造成嚴重的安全事故。所以對模具零件缺陷的實時檢測尤為重要。

壓鑄成型過程中，由于壓鑄模長時間工作在高溫、高壓和高速等惡劣環(huán)境，其容易產生缺陷，常見缺陷主要包括：凹陷、型芯塑性變形、磨損、斷裂、熱疲勞裂紋、粘模和溶蝕等。

一、凹陷缺陷

模具零件型腔表面凹陷缺陷表現(xiàn)為型腔內壁上產生凹坑或剝落，這種現(xiàn)象產生的原因有2種：①模具零件材料的疏松與氣孔；②模具材料存在非金屬夾雜物與粗大的液析碳化物。若模具零件型腔表層存在氣孔與疏松，當受到高溫金屬液體的反復沖蝕時，孔隙逐漸擴大，最終形成較大的孔穴；當型腔表層存在夾雜物和粗大液析碳化物時，在熱循環(huán)中將產生應力，使夾雜物和粗大液析碳化物變形不協(xié)調，在界面上可能引起裂紋，導致夾雜物或粗大液析碳化物與金屬基體脫開而形成剝落凹坑，并在熔融金屬液的侵蝕作用下逐漸擴大。

模具零件型腔表面凹陷

二、型芯塑性變形

在壓鑄過程中，型芯的主要缺陷形式為折斷與彎曲變形。型芯的作用是使鑄件在開模方向或非開模方向形成孔或凹位，故會在工作過程中產生一定的壓縮應力。如型芯的韌性較好，則可以抵抗熔融金屬液對型芯的沖擊，但細長的型芯容易被折斷。型芯可看作一種懸臂梁，在工作過程中受到金屬液沖擊時的彎矩，可能會產生一定程度的彎曲。

折斷的型芯

彎曲的型芯

三、磨損缺陷

壓鑄模的磨損缺陷是由熱、化學腐蝕及機械載荷三方面因素造成。壓鑄模長時間在高溫條件下工作，會使模具零件表面材料的強度降低，這樣更容易受到熔融金屬液的沖擊侵蝕。為保證壓鑄制件的質量，生產過程中會進行保壓，有可能會使模具零件型腔表面出現(xiàn)刮傷等情況，在新傷與侵蝕的共同作用下導致磨損更加嚴重。

四、斷裂缺陷

斷裂缺陷分為整體脆性斷裂與熱疲勞開裂等，當出現(xiàn)機械載荷過載或熱過載時，有可能導致模具零件整體脆性斷裂。熱疲勞開裂一般是由微小疲勞裂紋導致，裂紋附近容易出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，如果不及時發(fā)現(xiàn)，裂紋會越來越大，直至斷裂。

鋼壓鑄模開裂--側面凸起

五、熱疲勞裂紋

壓鑄過程中，壓鑄模在300~800℃的熱循環(huán)及脫模劑導致的拉應力與壓應力交變循環(huán)的環(huán)境下，反復經受急冷、急熱所造成的熱應力，導致在型腔表面或內部熱應力集中處逐漸產生微裂紋，其形貌多數呈現(xiàn)網狀，也有呈放射狀，稱龜裂。熱應力使熱疲勞裂紋繼續(xù)擴展成宏觀裂紋，導致壓鑄模失效。

壓鑄模熱疲勞缺陷--熱疲勞龜裂

壓鑄模熱疲勞缺陷--整體開裂

六、粘模缺陷

粘模缺陷本質是壓鑄合金和模具零件結合在一起，壓鑄材料粘在模具零件表面。在壓鑄模工作過程中，會受到熔融金屬液的物理化學作用，導致模具型腔表面出現(xiàn)細小的凹坑，這些凹坑會隨工作時間的延長而變大，最后導致模具零件表面氧化層被大面積破壞，從而與熔融金屬液形成合金相，最終會在表面形成一層過渡層。熔融金屬液與過渡層接觸的部分會相互產生粘附，在脫模時導致制件表面受損。

壓鑄模粘模缺陷

七、溶蝕缺陷

溶蝕缺陷一般出現(xiàn)在采用活潑合金壓鑄的模具上，如Zn、Al、Mg等。溶蝕缺陷既有化學作用，也有物理作用，介于腐蝕與沖蝕之間。溶蝕缺陷僅出現(xiàn)在受到熔融金屬液直接沖擊的部位，即模具的型芯、型腔表面或硬度偏軟處。

壓鑄模溶蝕缺陷

機器視覺檢測技術屬于在線無損檢測方法，相較于人工檢測，機器視覺檢測具有準確性強、效率高以及能夠實現(xiàn)實時檢測的特點。

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