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            冷作模具常見的失效形式有哪些?
            來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2019-12-09 | 549 次瀏覽 | 分享到:
            冷加工模具,尤其是冷擠壓和冷沖裁模具,具有很大的工作負荷。為了獲得高耐磨性和長使用壽命,經常提高強度,硬度大多在60HRC以上。這將導致模具的低韌性和大缺口敏感性,并且模具在使用中會突然破裂或斷裂并失效。 由于橫截面變化,損壞主要發生在應力最大的工作部件或應力集中之外
              1.斷裂失效
              
              冷加工模具,尤其是冷擠壓和冷沖裁模具,具有很大的工作負荷。為了獲得高耐磨性和長使用壽命,經常提高強度,硬度大多在60HRC以上。這將導致模具的低韌性和大缺口敏感性,并且模具在使用中會突然破裂或斷裂并失效。  由于橫截面變化,損壞主要發生在應力最大的工作部件或應力集中之外。  當模具本身具有諸如帶狀或網狀碳化物、粗顆粒、表面磨削燒傷、粗糙工具痕跡、回火不足等缺陷,或者由于工作期間操作不當而發生過載時,模具容易發生早期脆性斷裂故障  早期脆性斷裂的模具使用壽命很短。一般來說,加工的件數不超過數千件,有些甚至只有幾十到幾百次。  其特點是突然斷裂,無明顯宏觀癥狀和塑性變形。  宏觀斷裂無剪切唇,斷裂相對平坦,呈現脆性斷裂特征。
            模具鋼  
              由于冷模的導向和安裝精度不一致或模具之間的間隙不均勻,也會導致陽模彎曲和斷裂以及陰模邊緣開裂。  在維修過程中,沖壓模具突然斷裂。斷裂通常源于應力集中部分,如圓角的小曲率半徑或尖角。其橫截面相對平坦,無明顯裂紋擴展停止線和剪切唇。微觀斷裂特征為解理和準解理形態。
              
              2。疲勞失效
              
              施加到冷加工模具上的載荷是在一定能量下以一定沖擊速度周期性施加的多個沖擊載荷。  疲勞斷裂失效主要由循環應力引起。其斷裂過程比上述脆性斷裂慢得多,使用壽命超過5000 ~ 10000倍。  冷鐓模和冷擠壓模工作時,由于成形力大,金屬變形過程中模具表面瞬時溫度很高,導致溫度循環,加速疲勞裂紋的產生。  實驗表明,在模具使用過程中,疲勞裂紋萌生源經常出現在許多地方,疲勞裂紋萌生于模具表面的薄弱環節,如晶界、碳化物和應力集中位置。斷口的微觀特征主要是解理和準解理形態。
              
              由于冷加工模具具有高硬度和高屈服強度,并且裂紋不穩定性的臨界長度減小,疲勞裂紋擴展所需的循環次數急劇減少。  對于高硬度脆性材料,應變應力下0.1毫米微裂紋的產生會導致快速不穩定和擴展,從而導致瞬時斷裂。疲勞裂紋的起始階段是模具生命周期的絕大部分。沖擊疲勞引發旋轉0.1毫米微裂紋的時間約占模具總壽命的90%以上。  鉻錳系鋼冷沖壓模具的硬度為63HRC。當超過4000件被沖壓時,模具突然破裂。裂紋源位于應力集中較大的尖角,斷口無明顯疲勞條紋。
              
              3。磨損失效
              
              在沖擊應力和摩擦應力的作用下,摩擦面上的微不平部分相互咬合,并不斷產生微塑性變形,導致晶界和滑動面交界處應力集中,最終與基體分離成磨粒,從而隨著沖壓次數的增加磨損量增加  冷沖壓模具的磨損主要是咬合磨損,磨粒磨損也可能由于切削刃上的碎屑而發生。  此外,摩擦和發熱也會導致熱磨損。  模具工作部分與待加工材料之間摩擦造成的材料損失會使切削刃變鈍,使棱角變圓,并使平面變成凹凸狀態,導致工件形狀和尺寸的變化,如沖裁模的切削刃變鈍和冷沖壓模工作表面出現凹槽。  例如,冷沖裁模在工作過程中由于材料的連續切割而經常受到沖擊載荷和摩擦磨損,這是主要的失效模式。
              
              磨損形式為均勻磨損、局部磨損和局部剝落  不均勻的局部磨損通常是由于外來顆粒、碳化物去除和磨損過程中形成的硬點造成的磨損。  局部剝落是由磨損過程中剪切應力引起的局部疲勞磨損引起的,剪切應力引發微裂紋并最終膨脹脫落。
              
              一般來說,隨著模具硬度的增加,模具的耐磨性也增加,但是模具硬度越高,沖擊性能越低,這將促進磨損裂紋的形成和擴展,從而加速磨損過程  當硬度大致相同時,韌性越好,耐磨性越高。  因此,為了提高耐磨性,必須注意硬度和韌性的良好協調。  當沖壓材料與模具表面接觸時,潤滑油膜在高壓摩擦下破裂并被咬破。  此時,在沖壓零件的金屬被“冷焊”到模腔的表面上,造成工件表面的劃痕和凹槽之后,必須移除模具進行研磨和拋光。  在一些深拉延操作中,一些僅在幾十次拉伸后就可能折斷,模具需要修理。
              
              4。塑性變形
              
              在冷鐓、冷擠壓和冷沖壓過程中,由于模具工作負荷大、硬度低,模具在使用過程中發生變形,由于材料的壓縮或彎曲強度不足,鐓粗、下沉和彎曲變形失去其原始幾何形狀,沖頭報廢  實踐證明,當冷鐓沖頭的硬度低于56HRC,冷擠壓沖頭的硬度低于60HRC時,這種故障很容易發生。  具體表現為陽模鐓粗彎曲、陰模腔下沉塌陷、棱角塌陷、模孔膨脹等。
              
              當淬火溫度過低時,碳化物在基體中的溶解不足,鋼的淬透性降低,淬火后的硬度低。模具不僅耐磨性差,而且抗壓強度低。承受大載荷沖擊壓力后,沖頭會鼓出,模腔會增大,導致模具失效。
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