模具零件表面缺陷檢測(cè)屬于機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用方面，利用計(jì)算機(jī)視覺模擬人類視覺功能，在每一次開模時(shí)進(jìn)行圖像的采集處理、計(jì)算，最終進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)、控制和應(yīng)用，可以及時(shí)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(shí)發(fā)現(xiàn)并采取應(yīng)對(duì)措施，模具零件缺陷會(huì)對(duì)正常的生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生影響，不僅會(huì)導(dǎo)致零件生產(chǎn)質(zhì)量出現(xiàn)問題，而且會(huì)引發(fā)安全隱患，甚至造成嚴(yán)重的安全事故。所以對(duì)模具零件缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)尤為重要。

壓鑄成型過程中，由于壓鑄模長(zhǎng)時(shí)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(shí)，孔隙逐漸擴(kuò)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(shí)，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(kuò)大。

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(huì)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(duì)型芯的沖擊，但細(xì)長(zhǎng)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(shí)的彎矩，可能會(huì)產(chǎn)生一定程度的彎曲。

三、磨損缺陷

壓鑄模的磨損缺陷是由熱、化學(xué)腐蝕及機(jī)械載荷三方面因素造成。壓鑄模長(zhǎng)時(shí)間在高溫條件下工作，會(huì)使模具零件表面材料的強(qiáng)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(huì)進(jìn)行保壓，有可能會(huì)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(jī)械載荷過載或熱過載時(shí)，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(shí)發(fā)現(xiàn)，裂紋會(huì)越來越大，直至斷裂。

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(kuò)展成宏觀裂紋，導(dǎo)致壓鑄模失效。

?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(huì)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(huì)隨工作時(shí)間的延長(zhǎng)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(huì)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(huì)相互產(chǎn)生粘附，在脫模時(shí)導(dǎo)致制件表面受損。

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。

?機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)屬于在線無損檢測(cè)方法，相較于人工檢測(cè)，機(jī)器視覺檢測(cè)具有準(zhǔn)確性強(qiáng)、效率高以及能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)的特點(diǎn)。

內(nèi)容摘自模具工業(yè)期刊《基于機(jī)器視覺的壓鑄模缺陷檢測(cè)概述》