模具零件材料与热处理的选用 教学课件 作者 熊建武 主编第4章 模具寿命与模具材料及热处理.ppt

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1、第4章模具寿命与模具材料及热处理项目内容模具寿命与模具材料及热处理学习目标了解模具寿命、模具材料及热处理对模具寿命的影响主要知识点分析与失效分析模具的服役条件与失效分析模具失效形式与影响因素模具材料抵抗过量变形失效的性能指标模具材料抵抗断裂失效的性能指标根据工作条件、失效形式选择具备相应性能的模具材料模具材料工作硬度的影响模具钢冶金质量的影响热处理变形的影响因素碳素结构钢的变形规律及变形控制碳素工具钢的变形规律及变形控制低合金工具钢的变形规律及变形控制高碳高铬钢的变形规律及变形控制模具热处理变形的校正湖南工业职业技术学院熊建武4.1模具的服役条件与

2、模具失效分析4.1.1分析与失效分析1.失效与损伤机件在服役中产生了过量变形、断裂破坏、表面损坏等现象后，将丧失原有的功能，达不到预期的要求，或变得不安全可靠，以致不能继续正常地服役，这些现象统称为失效。如热挤压冲头被徽粗变形，冷冲裁模刃口崩刃或过度磨损等。模具在制造和使用中产生了某些缺陷，如表面轻度磨损、微裂纹等，但还没有丧失规定的功能而仍可继续服役，那么，这些缺陷就称为损伤。显然，损伤可成为破断的裂源，损伤的积累也可导致失效。将失效过程分为早期失效、随机失效和耗损失效三个阶段。湖南工业职业技术学院熊建武2.失效的分类1）按失效原因分类（1）误用

3、失效，是未按规定条件使用产品而引起的失效。（2）本质失效，由于产品本身固有的弱点而引起的失效，与是否按规定条件使用无关。（3）早期失效，由于产品在设计、制造或检验方面的缺陷等引起的失效。（4）偶然失效，也称为随机失效，指产品因为偶然因素而发生失效，通常是产品完全丧失规定功能。（5）耗损失效，指产品由于磨损、疲劳、老化、损耗等原因而引起的失效，往往指产品的输出特性变差，但仍具有一定的工作能力。湖南工业职业技术学院熊建武2.失效的分类2）按失效程度分类（1）完全失效，是完全丧失规定功能的失效。（2）部分失效，指产品的性能偏离某种规定的界限，但尚未完全丧

4、失规定功能的失效。3）按失效的时间特性分类（1）突然失效，指通过事先的检测或监控不能预测到的失效。（2）渐变失效，指通过事先的检测或监控可以预料到的失效。产品的规定功能是逐渐减退的，但该过程的开始时间不明显。湖南工业职业技术学院熊建武2.失效的分类4）按失效后果的严重程度分类（1）致命失效，指导致重大损失的失效。（2）严重失效，指导致复杂产品完成规定功能的能力降低的产品组成单元的失效。（3）轻度失效，指不致引起复杂产品完成规定功能的能力降低的产品组成单元的失效。5）按失效的独立性分类（1）独立失效，不是因为其他产品的失效而引起的本产品的失效。（2）

5、从属失效，是因为其他产品的失效而引起的本产品的失效。6）按失效的关联性分类（1）关联失效，在解释试验结果或计算可靠性特征数值时必须计入的失效。（2）非关联失效，在解释试验结果或计算可靠性特征数值时不应计入的失效。湖南工业职业技术学院熊建武3.失效分析失效分析是指分析失效原因，研究和采取补救措施和预防措施的技术与管理活动，再反馈于生产，因而是质量管理的一个重要环节。失效分析的目的是寻找材料及其构件失效的原因，从而避免和防止类似事故的发生，并提出预防或延迟失效的措施金属材料失效分析涉及的学科和技术种类极为广泛。湖南工业职业技术学院熊建武4.1.2模具的

6、服役条件与失效分析1.模具的服役条件一般情况下，模具的服役条件与安装模具的机床类型、吨位、精度、行程次数、生产效率和被加工零件的大小、尺寸、材质、变形抗力以及工件加热条件、锻造成型温度、冷却及润滑条件等有关，因而不同模具的服役条件也有很大的差别。冷作模具主要用于金属或非金属材料的冷态成型。冷作模具在服役过程中主要承受拉伸、弯曲、压缩、冲击、疲劳等不同应力的作用，而用于金属冷挤、冷镦、冷拉伸的模具还要承受3000C左右的交变温度应力的作用。热作模具主要用于高温条件下的金属成型，模具是在高温下承受比较高的压应力、交变应力和冲击载荷；锤锻模的型腔表面经常

7、和1100～12000C的金属接触而被加热到400～5000C，模具还要经受高温氧化及烧损，在强烈水冷条件下经受冷热变化引起的热冲击作用。塑料模具中的热固性塑料压模受力较大，而且温度为200～2500C左右，模具在较强的磨损及侵蚀条件下工作，热塑性塑料注射模具的受力、受磨损都不太严重，但部分塑料品种含有氯或氟，当压制时易释放腐蚀性气体，模具型腔易受气体腐蚀作用。湖南工业职业技术学院熊建武2.模具失效分析1）模具失效分析的重要性通过对失效模具进行分析，可找出造成模具失效的原因。对失效模具进行分析，是制定提高模具寿命的技术方案及采取技术措施的依据，是至

8、关重要的环节。2）模具失效分析的基本内容（1）现场调查①收集背景数据和使用条件。②故障现场摄像或照相。③故障件的主要历史资