模具零件表面缺陷檢測屬于機器視覺技術(shù)應(yīng)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(yīng)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(jīng)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(chǎn)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(yīng)對措施，模具零件缺陷會對正常的生產(chǎn)活動產(chǎn)生影響，不僅會導(dǎo)致零件生產(chǎn)質(zhì)量出現(xiàn)問題，而且會引發(fā)安全隱患，甚至造成嚴(yán)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(chǎn)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(nèi)壁上產(chǎn)生凹坑或剝落，這種現(xiàn)象產(chǎn)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(dāng)受到高溫金屬液體的反復(fù)沖蝕時，孔隙逐漸擴大，最終形成較大的孔穴；當(dāng)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(chǎn)生應(yīng)力，使夾雜物和粗大液析碳化物變形不協(xié)調(diào)，在界面上可能引起裂紋，導(dǎo)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(chǎn)生一定的壓縮應(yīng)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(xì)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(chǎn)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(xué)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(zhì)量，生產(chǎn)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(dǎo)致磨損更加嚴(yán)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(dāng)出現(xiàn)機械載荷過載或熱過載時，有可能導(dǎo)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(dǎo)致，裂紋附近容易出現(xiàn)應(yīng)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(cè)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(dǎo)致的拉應(yīng)力與壓應(yīng)力交變循環(huán)的環(huán)境下，反復(fù)經(jīng)受急冷、急熱所造成的熱應(yīng)力，導(dǎo)致在型腔表面或內(nèi)部熱應(yīng)力集中處逐漸產(chǎn)生微裂紋，其形貌多數(shù)呈現(xiàn)網(wǎng)狀，也有呈放射狀，稱龜裂。熱應(yīng)力使熱疲勞裂紋繼續(xù)擴展成宏觀裂紋，導(dǎo)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(zhì)是壓鑄合金和模具零件結(jié)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(xué)作用，導(dǎo)致模具型腔表面出現(xiàn)細(xì)小的凹坑，這些凹坑會隨工作時間的延長而變大，最后導(dǎo)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(chǎn)生粘附，在脫模時導(dǎo)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(xué)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(shù)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(zhǔn)確性強、效率高以及能夠?qū)崿F(xiàn)實時檢測的特點。

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