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熱鍛模具失效的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及其規(guī)律

 

坎內(nèi)潘(Kannappan)對(duì)德國(guó)20個(gè)企業(yè)所使用的鍛錘和壓力機(jī)鍛模共160種、2300個(gè)不同模具模膛的損壞情況的進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),得出如下規(guī)律:
1)磨損失效所占比較最大
在四種失效類型中,磨損失效所占比例最大,約占70%;其次是機(jī)械疲勞裂紋,占25%;冷熱疲勞裂紋和塑性變形較少,二者約占5%
而在以磨蝕而報(bào)廢的鍛模中,因外圓角磨鈍和模膛側(cè)壁擴(kuò)展而導(dǎo)致模具報(bào)廢的數(shù)量分別約占全部報(bào)廢鍛模數(shù)量的40%和20%。其他損壞模式所占的數(shù)量均較少。以磨蝕而報(bào)廢鍛模的各種損壞模式按照如下順序遞減:外圓角磨鈍—模膛側(cè)壁擴(kuò)展—凹抗—折皺。
2)底角裂紋導(dǎo)致模具報(bào)廢是機(jī)械疲勞裂紋的主要表現(xiàn)形式
在以機(jī)械疲勞裂紋而報(bào)廢的鍛模中,因底角裂紋而導(dǎo)致模具報(bào)廢的數(shù)量約占全部報(bào)廢鍛模數(shù)量的20%;包括冷熱疲勞裂紋失效在內(nèi)的其他損壞模式的總和約占10%。
以機(jī)械疲勞裂紋而報(bào)廢鍛模的各種損壞模式按照如下順序遞減:底角裂紋—縱向裂紋—底部局部碎裂—壁角裂紋—凸臺(tái)根部裂紋—橫向裂紋。
3)鍛模不同失效模式的壽命比較
當(dāng)鍛模以模膛擴(kuò)展模式報(bào)廢時(shí),模具壽命最高;依次是外圓角磨損、凹坑、底角裂紋;當(dāng)鍛模以熱裂紋和折皺報(bào)廢時(shí),壽命最低。
4)鍛模結(jié)構(gòu)與鍛模失效模式的關(guān)系
當(dāng)鍛模結(jié)構(gòu)或鍛件類型不同時(shí),鍛模的主要失效模式也不同。對(duì)于具有凸臺(tái)肋、輻條和展寬結(jié)構(gòu)的鍛模,主要失效模式是裂紋;對(duì)于軸類和平面結(jié)構(gòu)的鍛模,其主要失效模式是磨蝕。
5)鍛模的失效模式與鍛造環(huán)境有關(guān)
在鍛模的所有失效類型中因冷熱疲勞裂紋失效、塑性變形失效和脆性斷裂失效的鍛模數(shù)量較低。但在高溫合金、鈦合金和鋁合金等特殊材料的鍛件生產(chǎn)中,由于鍛造載荷大和模具溫度高以及金屬化學(xué)性質(zhì)活潑等原因,鍛模的粘著和塑性變形失效明顯增加。
顯然,改善潤(rùn)滑和隔熱條件及提高模具預(yù)熱溫度,杜絕模膛表面馬氏體相變和回火,使金屬均勻、平衡流動(dòng),降低變形抗力、減少滑移量和滑移速度是減少模具磨損、提高其壽命的重要措施。

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