模具钢的失效分析

《模具钢的失效分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、模具钢的失效分析摘要:分析了热作模貝的服役条件、失效因素及对材料的基本要求，介绍了热作模具常用钢材的特性和应用领域，详细介绍了新型模具用钢的性能及应用，可指导止确选材，能有效提高模具使用寿命，并对今示热作模具钢的研发进行了展望。关键词:热作模具钢;模具用钢；失效因索中图分类号：TG142.4摘要：关键字：模具失效失效分析模具热处理正文：一、模具损伤的基本形式模具的失效是指模具丧失了正常工作能力，其生产出的产品已成为废品。模具在工作时，在不同部位，承受不同的作用力和不同的温度变化。一个模具在工作时，可同时出现集中不同的损伤形式。模具损伤的基本形式分为五种：塑性变形、幣损、疲劳、冷热疲劳、断裂及

2、开裂。冷热疲劳主要出现于热作模具，在冷模具上不出现，其他四种损伤形式，在冷热作模具上均可能出现。由于模具的工作条件复杂，所以一个模具上可同时出现多种损伤，这些损伤相互促进个字的发展，加速模具的失效。二、影响模具损伤过程的因索1模具结构的影响（1）冷作模具：（2）热作模具：2模具材料的影响（1）力学性能指标（2）冶金质屋3制造工艺的影响4工作条件的影响三、模具失效原因的分析方法1生产现场调查：在压力加工现场了解压力加工操作工艺、设备状况，跟踪统计一定数虽的模具工作寿命和实效形式，收集并保存这些模具供分析用。2模具制造工艺调查：检查模具钢的化学成分和冶金质量。详细了解模具的锻造和机械加工,热处理

3、工艺以及操作过程。3对模具进行失效分析：（1）损伤的外观（2）断口分析（3）金相分析（4）分析判断五、失效分析实例分析热作模具钢的选用及其技术发展探析窦涛,张培训（永城职业学院,河南永城476600）热作模具可分为热锻模、热挤压模、压铸模和热冲裁模等，这类模具在工作中既受复杂力的作用、乂受到温度变化的影响，其工作条件差、失效形式复杂、性能要求高。随着高效、高速、高强度、大吨位的机械化和口动化加工成形设备的发展以及热锻模、热挤压模、热傲模、压铸模等复杂工艺的广泛应用，对模具的强度、冲击韧度、红硬性和耐像性提出了更高的要求，因此，热作模具钢的选用成为模具设计与制造的重要技术问题之一。1热作模具的

4、服役条件了解热作模具的服役条件是正确选用模具材料及热处理丄艺的前提。热作模具在高温、高压条件下工作，受到强人冲击力及金属流动充满型腔的摩擦力的作用，模腔温度达300〜600°C,要用液体或气体冷却模具，反复的加热和冷却会使模具表面产牛龟裂，同时，模具还受到压应力、拉应力、弯曲应力作用，因此，要求模具能在较高温度下保持强度和韧性，具有良好的热疲劳性、抗氧化性、一定硬度和耐磨性，并具有良好的综合力学性能。2热作模具材料失效原因分析模具的失效是指模具丧失了正常工作能力，其生产出的产品已成为废品。热作模具使用的环境和条件冇其特殊性，对模具材料的性能要求也各不同。这类模具的失效形式可以归纳为4种。21

5、1塑性变形在模具失效的因素中，材料与热处理是影响使用寿命的主要因素（见表1）,其比例约占70%。选择材料不当或热处理工艺不合理会造成模具工作部位强度偏低，从而产生塑性变形。模具材料在很简温度范囤内长期工作，致使模貝表而受到不同程度的过度回火而被软化，引起强度降低。当模具型腔表面软化到某一唤度值时，就容易产生塑性变形。表1模具失效因素因素热处理原材料使用机加工锻造设计百分比（%）5212171810119718313212热疲劳热疲劳是热作模具（特别是压铸模）的主耍失效形式Z-o工作时，由于模具型腔表而存在较人的温度梯度层和急冷急热作用，使模具表而产生较人的热M力，当温度反复变化时这种热应力也

6、反复变化，加Z模具工作时承受机械载荷，当超过疲劳极限的时候,则在模具表面产生网状或放射状的疲劳裂纹。213热磨损热作模具型腔内的磨损和冷作模具材料的磨损形成因素不同，热作模具的磨损主要以表而疲劳懒损为主。对模具辭损有较大影响的因素是模具材料的成分、模具的温度和硬度。通常对于同样的材料，模具的硬度越低或模具的温度越高,磨损量越人。模具与被加工的红热金属坯料Z间的摩擦得不到润滑，被红热的金属坯料氧化，型腔表面层被回火软化，同时氧化又加剧了磨损。214断裂断裂和开裂失效在热锻模中约占总失效的20%〜25%,压铸模中山5%〜10%左右。由于断裂往往具有突发性，导致使用寿命低,危害大，所以受到广泛重视

7、和研究。造成模具断裂和开裂的原因很多，除了模具安装和操作不当外，与载荷过大、模具设计、材质以及热处理均冇密切的关系。3热作模具钢选用的要求在选用热作模具钢品种和热处理T艺时，应首先全面了解模具的实际工作条件及英対模具钢的性能要求，然后才具体选择模貝钢品利以及适合于这种钢的热处理工艺方法。在选用热作模具钢时，主要考虑卜•列性能指标：1）室温硬度、高温硬度；2）室温抗拉强度、髙温抗拉强度；3）室温冲击韧度、高温冲