發布日期：2022-10-09 點擊率：114
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我國模具工業發展到今天確實取得了長足的進步，但大型、精密、長壽命模具仍然與國外先進水平有較大的差距，本文就模具的壽命及與之相關連的失效問題談一點意見。
1.我國與國外在模具壽命上的比較
模具類別 國內水平 國外水平
壓鑄模：
鋅錫壓鑄模 20-30萬次 100-300萬次
鋁壓鑄模 20萬次 100萬次
銅壓鑄模 1萬次 10萬次
黑色金屬壓鑄模 1500次 1-2萬次
塑料注射模：
非淬火鋼模 10-30萬次 10-60萬次
淬火鋼模 50-100萬次 200-500萬次
沖模：
合金鋼制沖模總壽命 100-400萬次 500-1000萬次
硬質合金制沖模總壽命 1-2億次100-300萬次/刃磨一次 2-3億次500-1000萬次/刃磨一次
鍛模：
普通鍛模 1萬次左右 2.5萬次
精鍛模 0.5-1萬次 1-1.5萬次
玻璃模 10-30萬次 30-60萬次
2.模具損傷的基本形成
為提高模具壽命，經對已失效的模具進行分析，模具損傷的形式主要有：塑性變形、磨損、疲勞及冷熱疲勞、斷裂及開裂、腐蝕。模具在服役過程中可能同時出現多種損壞形式，各種損傷之間又相互滲透、相互促進，各自發展，直到用模具生產出來的產品為廢品，則模具失效。要提高模具壽命(服役壽命)必須對導致模具損傷的原因及各種影響因素進行認真分析，制定克服的辦法和措施。
3.影響模具失效的因素：
(1)模具結構
(2)模具材料
(3)冷熱加工的制造工藝 A、鍛造 B、熱處理 C、切削加工 D、磨削加工、電加工
(4)模具工作條件
磨削加工對模具壽命的影響未引起人們的充分重視，由于不正確的磨削工藝，造成工件表面燒傷、磨削裂紋、磨削痕及磨削應力，這是后續工序及模具在服役期間的機械疲勞，冷熱疲勞產生裂紋的萌生源，嚴重影響其工作壽命。
(1)磨削時，砂輪與工件為弧面接觸，砂輪切削時工件產生塑性變形及砂輪與工件間劇烈的摩擦阻力，從而在砂輪與工件間形成大小相等，方向相反的磨削力，同時由于表層材料塑性變形時使工件材料內部金屬分子之間產生相對移對，形成內摩擦而發熱，砂輪和工件之間外摩擦也產生熱量，這種磨削熱在磨削區會產生局部瞬時達1000℃的高溫，而砂輪是不易傳熱的，所以80%的熱傳入工件和磨屑，而金屬在固態下隨溫度的改變由一種晶格轉變為另一種晶格，發生金相組織的轉變，在磨削淬硬鋼時，冷卻充分，表面層產生二次淬火，部分殘余奧氏體轉變為馬氏體，而馬氏體比容較大，比容增加，表面產生壓應力，如果磨削冷卻不好，或不用冷卻液，表面產生回火，發生馬氏體轉變，表面產生拉應力(如γ-Fe轉變為α-Fe時鐵的體積會膨脹1%)，這些應力(殘余應力可達到500-1000MPa即500-1000kg/mm2)，如果超過材料的屈服極限時，便產生磨削裂紋，另外熱處理淬火后模具未立即回火，淬火溫度過高，有網狀碳化，回火后未回火馬氏體或殘余奧氏體過多，在磨削時都會產生相變，發生應力使工件表層產生裂紋。磨削裂紋是一種很細的表面裂紋，它多與磨削方向垂直，有時也呈網狀，其深度在0.03mm以內。
(2)磨削時不正確的磨削和熱處理工藝，在磨削后，引起工件表面退火、燒傷、磨削裂紋和殘余應力，致使工件變形。模具疲勞失效的主要原因是應力集中和循環載荷。而模具正常是在高強度和低塑料狀態下服役，模具在循環載有作用下，微裂紋擴長最后導致疲勞失效。
(3)減少磨削缺陷的措施。產生磨削裂紋和殘余應力的因素很多，主要從工藝系統中找。
首先是合理選擇磨削用量，而磨削深度，是影響磨削熱的主要因素，提高工件與砂輪的速度也可減少切削熱的發生，其次是合理選擇和修整砂輪，采用白剛玉的砂輪較好，它的性能硬而脆，且易產生新的切削刃，因此切削力小磨削熱就小，在粒度上使用中等粒度，如46號60號較好，在砂輪硬度上采用中軟和軟(ZR1、ZR2和R1、R2)，即粗粒度、低硬度的砂輪自勵性好方可降低切削熱。在磨削中還要注意勤于修整砂輪，保持磨削刃的鋒利。再有就是合理使用冷卻潤滑液，發揮冷卻，洗滌，潤滑的三大作用，保持冷卻潤滑清潔，從而控制磨削熱的增加，使磨削熱在允許范圍內，這樣防止了工件熱變形。第四方面要將熱處理后的淬火應力降低到最低限度，因為淬火應力、網狀碳化組織在磨削力的作用下，組織產生相變極易使工件產生裂紋。對于高精度模具為了消除磨削的殘余應力在磨削后應進行低溫時效處理以提高韌性。
總之模具在制造時要充分重視磨削工序，將磨削微裂紋和殘余應力降低最低限度，用以提高模具的使用壽命。
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