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常用冷作模具鋼的失效特征

 

模具的失效形式和特征,隨著模具結構、材料性能、制造工藝和服役條件等因素的不同而各異。模具在使用時還受到加工質量、尺寸結構、裝配、設備精度、操作水平等其他因素的影響,所以模具失效分析是一個系統工程,要在多因素中找到主要因素,為解決一個主要問題也往往需要采取綜合措施。模具在服役過程中各部位承受的作用力不同,可能同時出現多種形式的損傷,這些損傷又相互促進,會加速模具的破壞,當其中一種發展到足以妨礙模具正常工作或出現廢品、喪失服役能力時,就造成模具的完全失效。尤其是當模具在高硬度下使用時,更容易發生突然斷裂,其危害更為嚴重。
冷作模具的種類很多,主要用于完成金屬或非金屬材料的沖裁、彎曲、拉深、鐓鍛、擠壓等工序。由于加載方式及被加工材料的性質、規格不同,各種模具的工作條件差別很大,因而其失效的形式也不相同。
如種類緊固件的擠壓成形是在強烈的三向壓應力狀態下完成的。凸模既受強大的壓應力,又受各種不均衡側向力,特別是在凸模尺寸變化應力集中處,易產生脆性斷裂。而凹模有脹裂的可能,以及由于金屬材料劇烈流動而引起模腔嚴重磨損。在冷鐓和冷擠壓時,沖頭承受巨大的壓力,凹模則承受巨大的張力。冷鐓模工作時,凸模隨強烈的沖擊力,其最大壓應力可達到2500MPa。由于金屬在型腔中劇烈流動,使沖頭和凹模的工作面受到劇烈的摩擦而產生熱量,可使模具表面的瞬時溫度達到200~400℃,局部甚至更高。冷鐓及冷擠壓模具要求型腔能承受巨大的壓力、張力和摩擦,具有高的變形抗力、高的耐磨性和高的斷裂抗力(包括疲勞斷裂抗力)
沖裁模主要用于各種板料的沖切成形,模具的工作部位是刃口,沖裁模刃口承受的剪切力大,摩擦發熱嚴重,易磨損,凸模易產生崩刃、折斷等。在沖裁中、厚鋼板時,特別是在厚鋼板上沖小孔,沖頭的單位壓力極大,沖裁模要求刃口強韌性好、耐磨損,即具有高的耐磨性、高的抗崩刃能力、高的斷裂抗力及疲勞斷裂抗力,沖頭尤其具有高的強韌性和而磨性,以保證刃口在工作中不崩刃、不易變形、不易磨損,保持其完整和銳利。
拉深模主要用于對軟質板材拉深成形,彎曲模主要用于各種金屬零件的彎曲成形。這兩個工序的工作應力一般不大,主要地求模具的工作面保持較好的表面粗糙度,不發生粘附磨損和擦傷。有些模具當由于形狀過于復雜而且造成巨大的應力集中時,則要求具有高的斷裂抗力。
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