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鋼材百科

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機械知識

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1)模具主要工作零件的材料的問題,選材不當。材料性能不良,不耐磨;模具鋼未經精煉,具有大量的冶煉缺陷;凸凹模,鍛坯改鍛工藝不完善,遺存有熱處理隱患。2)模具結構設計問題,沖模結構不合理。細長凸模沒有設計加固裝置,出料口不暢出現堆集,卸料力過大使凸模承受交變載荷加劇等。3)制模工藝不完善,主要表現在凸、凹模鍛坯內在質量差,熱處理技術及工藝有問題,造成凸、凹模淬不透,有軟點及硬度不均。有時產生微裂紋、甚至開裂,研磨拋光不到位,表面粗糙度值過大。4)無潤滑或有潤滑但效果不佳冷作模具出現塑性變形失效的主要原因有:1.模具材料的強度水平不高;2.模具材料雖選擇正確,但熱處理工藝不正確未能發揮模具鋼的強韌性,3.沖壓操作不當,發生意外的超載。模具的失效是指模具喪失了正常工作的能力,其生產出來的產品已成為廢品。模具的基本失效形式主要有斷裂及開裂、磨損、疲勞及冷熱疲勞、變形、腐蝕。模具在工作過程中可能同時出現多種損壞形式,各種損傷之間又互相滲透、相互促進、各自發展,而當某種損壞的發展導致模具失去正常功能時,則模具失效。從目前的實際情況來看,導致模具失效的原因主要有以下五種:塑性變形失效;磨損失效;疲勞失效;冷熱疲勞失效;綜合因素影響下的失效。(1)塑性變形失效主要是由于模具材料的強度水平不高;或是熱處理工藝不正確,未能達到鋼材的最佳強韌性;模具使用不當引起局部超載發生;對于熱作模具高溫軟化也會導致模具發生熱塑性變形失效。塑形變形失效可以導致模具產生變形,從而最終影響鍛件質量。(2)模具的磨損失效造成模具磨損失效的根本原因就是模具與坯料間的摩擦。但磨損的具體形式和磨損過程則與許多因素有關;模具在工作過程中的壓力、溫度、坯料變形速度和潤滑狀況等。對于熱作模具,由于其型腔表面受高溫軟化而耐磨性下降,加上氧化皮本身也起到磨料的作用,就決定了其磨損過程顯得更為復雜。模具的磨損失效主要導致了鍛模產生磨損,影響了鍛件精度。(3)模具的疲勞失效模具疲勞失效的根本原因就是應力集中和循環載荷。盡管模具受到的載荷有時明顯低于其屈服強度,但由于局部的應力集中,使低的載荷下,在應力集中處仍然會形成微裂紋。而模具通常都在高強度和低塑性狀態下服役,當微裂紋形成后,在模具所受的循環載荷作用下,微裂紋很容易擴展并最終導致疲勞斷裂。(4)模具的冷熱疲勞失效對于熱作模具,工作時由于與熱的坯料互相作用,引起了模具表面溫度常升至600~900℃的范圍。為了不使模具的強度下降,必須要對脫模后的模具噴灑冷卻劑,使其降溫。這樣周而復始,是模具表面反復經歷急冷急熱的過程,于模具表面便累積了相當的循環熱應力,該應力最終以冷熱疲勞的方式進行釋放,形成冷熱疲勞裂紋。至于高溫氧化、冷卻劑的腐蝕以及模具與高溫坯料間的摩擦作用則更是加速了冷熱疲勞的這一過程。(5)綜合因素影響下的失效模具由于實際工作條件極為復雜,因此,一副模具上常同時可出現多種損傷形式。這些損傷一旦出現,彼此間又可能互相促進,最終將加速模具的失效冷沖壓模具主要用于金屬和非金屬材料的冷態成形。熱作模具主要用于高溫條件下的金屬成形,模具是在高溫下承受交變應力和沖擊力,工作成形溫度往往較高,模具還要經受高溫氧化及燒損,在強烈的水冷條件下經受冷熱變化引起的熱沖擊作用。熱作模具作為金屬熱加工的成形工具,被廣泛應用于各類壓鑄模、擠壓模、熱壓模和鍛模中。它的工作特點是:在一定的負荷下,使熾熱的固體金屬材料產生一定的塑料變形,或者使高溫的液體金屬壓鑄成形,或者使熱的非金屬注塑成形。

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