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1、上半月出版Casting·Forging·Welding金属铸锻焊技术模具断裂失效原因分析及预防措施范炳良,林朝平,郭国林﹙常熟理工学院机电工程系,江苏常熟215500﹚摘要:根据模具断裂失效类型,从多方面分析其断裂失效的主要原因。提出相应的预防措施,其中包括材料选择、结构设计、锻造工艺、热处理工艺、磨削加工等,以改善模具的制造质量和提高模具的使用寿命。关键词:模具;断裂失效;裂纹;预防措施中图分类号:TG315.2文献标识码:A文章编号:1001-3814(2008)05-0119-03FailureAnalysisandPreventiveMeasureofDieFract
2、ureFANBingliang,LINChaoping,GuoGuolin﹙Detp.OfMechanicalandElectronicalEngineering,ChangshuInstituteofTechnology,Changshu215500,China﹚Abstract:Accordingtothetypesofdiefracturefailure,themaincauseofdiefracturefailureisanalyzedfrommanyaspects.Inordertoimprovethemanufacturequalityandservicelifeo
3、fthedie,thepreventivemeasures,includingthematerialselection,structuredesign,forgingtechnology,heattreatmenttechnology,abrasivemachiningandsoon,areputforword.Keywords:die;fracturefailure;fracture;preventivemeasure模具失效的主要形式为:塑性变形、磨损、啃模具设计材质要求机械加工圆角半径伤、疲劳与断裂等,其中断裂失效是模具最致命的截面变化夹杂物内部气孔磨削表面粗糙度尺寸精度
4、失效形式之一。断裂失效常见现象有:崩刃、胀裂、硬度选材化学成分金相组织刀痕模具断裂保温时间失效折断等,它往往是由多种因素产生裂纹、扩展的结模具安装调试加热温度设备精度冷却速度模具维护果,严重影响模具的使用寿命。淬火温度模具预热热处理工艺操作方法1断裂失效的原因分析图1模具断裂失效因果图Fig.1Causalitydiagramofdiefracturefailure不同模具断裂的驱动力有所不同。冷作模具截面所能承受的极限应力时,零件将发生断裂,这所受的主要外力为机械作用力(如冲压力)。热作种断裂称为过载断裂。过载断裂的断口宏观特征模具除承受机械力外,还有热应力和组织应力作与材料
5、拉伸断口形貌雷同。当材料塑性较好时,宏用,有些热作模具的工作温度较高,又采用一定的观断口显示出较大的塑性变形,而材料较脆时,零强制冷却方式,形成较大的内应力,且其内应力又件断口呈脆性。远远大于机械应力,因此,较多热作模具零件断裂疲劳断裂模具零件经过一定次数的循环载失效的主要原因与内应力过大有关。模具断裂失荷或交变应力作用后引发的断裂现象称为疲劳断效因果图见图1。裂。疲劳断裂过程一般经历三个阶段:疲劳裂纹的[1]2疲劳裂纹是模具断裂失效的主要萌生!疲劳裂纹的扩展!最终断裂或瞬间断裂。根源典型的疲劳断口主要特征为:按照断裂过程形成三个形貌不同的区域。①疲劳核心区,它是疲劳断根据断裂
6、失效机理分析,按断裂原因可分为:裂的源区,断口呈光滑、细洁的狭小区域。②疲劳过载断裂、疲劳断裂等。裂纹扩展区,常见贝纹状或类似于海滩波纹状,纹过载断裂当模具零件外加载荷超过其危险线以疲劳核心区为中心向四周扩散。③瞬断区,是疲劳裂纹扩展到临界尺寸后、残余断面发生快速收稿日期:2007-09-06断裂而形成的区域,呈现过载断裂的特征,即具有作者简介:范炳良(1963-),男,江苏常熟人,工程师;放射区与剪切区。电话:0512-52897351;E-mail:gguolin@163.com《热加工工艺》2008年第37卷第5期119金属铸锻焊技术Casting·Forging·Wel
7、ding2008年3月使模具发生疲劳损伤的根本原因是由循环载艺孔(原则上不影响零件性能和强度),以改善横荷所引起的,凡是可促使表面拉应力增大的因素截面形状,尽可能使截面尺寸均匀化;粗大实体零均能加速疲劳裂纹的萌生。通常,疲劳裂纹萌生于件(壁厚过大)应尽可能设计成中空结构;零件的应力较大的部位,尤其是应力集中部位(如尺寸过轮廓转角处应避免尖角和棱角,内圆角半径尽可渡处、缺口、刀痕、表面划伤、夹层等)。随着模具服能取较大值,对于要求淬火的模具零件圆角半径[3]役期的延长,细微的裂纹逐渐向纵深发展
