模具的服役條件、失效形式及導(dǎo)致模具失效的因素

⒈常用的模具有哪些？

冷作模具有：落料模具、冷孔模具、冷沖壓模、冷擠壓模具、冷鐓模具、拉伸彎曲模具、拉絲模具、滾絲模具、壓印模具、輥壓模具等。

熱作模具有：熱鍛模具、精鍛模具、熱擠壓模具、熱沖裁模具、壓鑄模具等。

塑料模具有：壓制成型模具、注射成型模具、擠出成型模具、壓延成型模具等。

⒉模具的服役條件都有哪些？

①冷作模具的服役條件   冷作模具主要用于金屬或非金屬材料的冷態(tài)左形。在服役過(guò)程中承受拉伸、彎曲、壓縮、沖擊、疲勞等不同應(yīng)力的作用，而用于金屬冷擠、冷鐓、冷拉伸的模具，還要承受300℃左右的交變溫度作用。

②熱作模具的服役條件   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(yīng)力和沖擊力，工件成形溫度往往在1000℃以上，模具還要經(jīng)常駐高溫氧化及燒損，在強(qiáng)烈水冷條件下經(jīng)受冷熱變化引起的熱沖擊作用。

③塑料模具的服役條件   塑料模具中的熱固性塑料模具受力較大，而且溫度為200~250℃左右，模具在較強(qiáng)的磨損及浸蝕條件下工作，而熱塑性塑料注射模具其受力、受磨損都不大嚴(yán)重，但部分塑料品種含有氯及氫，當(dāng)壓制時(shí)易放出腐蝕性氣體，模具型腔要經(jīng)受氣腐蝕作用。

⒊何謂模具失效？失效形式有哪些？

模具的失效是指模具喪失了正常工作能力，其生產(chǎn)出的產(chǎn)品已成為廢品。模具失效形式有磨損、變形、疲勞、腐蝕、開(kāi)裂及斷裂等。

⒋導(dǎo)致模具失效的因素有哪些？

①模具結(jié)構(gòu)因素   模具結(jié)構(gòu)包括模具形狀、模具尺寸間隙、沖頭模具長(zhǎng)徑比、端面傾斜角、過(guò)渡圓角大��；熱作模具中開(kāi)設(shè)冷卻水路、裝配結(jié)構(gòu)等。不合理的模具結(jié)構(gòu)可能引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中或高的工作溫度，從而惡化模具的工作條件，導(dǎo)致模具過(guò)早失效。

②模具材料因素   模具材料必須滿足模具對(duì)塑性變形抗力、斷裂抗力、疲勞抗力、硬度、耐磨性、冷熱疲勞抗力等性能的要求，如不能滿足，則會(huì)發(fā)生模具早期失效。如在循環(huán)載荷下，如果材料疲勞抗力差，經(jīng)一定應(yīng)循環(huán)后，可能萌生疲勞裂紋，并逐漸擴(kuò)展直至模具斷裂失效。另外，模具材料的治金質(zhì)量對(duì)模具的失效有很大的影響。鋼中的非金屬夾雜物自身強(qiáng)度和塑性很低，容易形成裂紋源，引起模具早期失效。鋼中碳化物的數(shù)量過(guò)多，形狀、尺寸及分布不理想，會(huì)嚴(yán)重降低鋼的沖擊韌度及斷裂抗力，引起模具的崩塊、折斷]開(kāi)裂等。鋼中出現(xiàn)中心疏松及白點(diǎn)，會(huì)降低鋼的抗壓強(qiáng)度，易發(fā)生模具工作面凹陷及淬火開(kāi)裂。

③工藝因素   鍛造工藝對(duì)模具的失效影響很大。合理的鍛造工藝可以破碎鋼中大塊碳化物，使之分布均勻，并使晶粒得到細(xì)化，但若鍛造工藝不合理，則達(dá)不到擊碎碳化物、細(xì)化晶粒、改善各向異性、提高鋼的致密度等目的，甚至引發(fā)鍛造裂紋，也給后續(xù)熱處理工藝帶來(lái)不利的影響。

模具熱處理可使模具獲得理想的組織，從而獲得所需性能。便若處理不當(dāng)或工藝不合理，則可導(dǎo)致模具產(chǎn)生熱處理缺陷或性能下降，從而引發(fā)模具過(guò)早失效。如淬火溫度過(guò)高，則會(huì)引起鋼的過(guò)熱，甚至過(guò)燒，從而引發(fā)晶粒長(zhǎng)大、晶界熔化等。這就導(dǎo)致模具韌性下降，使模具發(fā)生崩刃或斷裂，尤其是對(duì)承受巨大沖擊載荷的鍛模具及冷作模具更應(yīng)控制鋼的晶粒度不使其長(zhǎng)大。如淬火溫度過(guò)低時(shí)，則難以保證有足夠的合金元素固溶于基體之中，這將會(huì)降低鋼的基體強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性，致使模具出現(xiàn)早期變形、壓塌或熱疲勞裂紋。淬火冷卻速度過(guò)快或油溫太低，都會(huì)出現(xiàn)淬火微裂紋，這將更容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋，甚至早期斷裂。模具回火溫度過(guò)高，則硬度下降，降低了強(qiáng)度和耐磨性能，且難以補(bǔ)救。但若回火溫度過(guò)低，回火不足，則會(huì)在模具中殘留較高的淬火應(yīng)力，引起模具韌性下降，從而使模具發(fā)生早期斷裂。

模具切削加工應(yīng)嚴(yán)格保證過(guò)渡圓角半徑尺寸，保持圓弧面與平面相接處光滑。工作面嚴(yán)禁留有刀痕，保證工作面光滑無(wú)痕。如出現(xiàn)尖角或表面粗糙，留有刀痕，將容易在刀痕或尖角處萌發(fā)疲勞裂紋，引起模具疲勞失效；不當(dāng)?shù)哪ハ鞴に嚾邕M(jìn)給量過(guò)大、冷卻不足等容易燒傷模具表面或產(chǎn)生磨削裂紋，降低模具疲勞強(qiáng)度和斷裂抗力；模具電加工使模具表面產(chǎn)生拉應(yīng)力和誘發(fā)顯微裂經(jīng)緯度，導(dǎo)致模具變形、開(kāi)裂和表面剝落。