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山东模具加工厂谈模具失效的原因

文章发布:admin 发表时间:2017-02-12 15:11:44

山东模具加工厂介绍模具在生产应用过程中,经常发生各种不同情况的失效,浪费大量的人力、物力,影响生产进度。失效的基本形式可分为:塑性变形;磨损;疲劳;断裂。

(1)塑性变形
山东模具加工厂谈到塑性变形即承受负荷大于屈服强度而产生的变形,如凹模出现型腔塌陷、型孔扩大、棱角倒塌陷以及凸模出现镦粗、纵向弯曲等。尤其热作模具,其工作表面与高温材料接触,使型腔表面温度往往超过热作模具钢的回火温度,型槽内壁由于软化而被压塌或压堆。低淬透性的钢种用作冷镦模时,模具在淬火加热后,对内孔进行喷水冷却产生一个硬化层。模具在使用时,如冷镦力过大,硬化层下面的基底抗压屈服强度不高,模具孔腔便被压塌。在硬度相同的情况下,不同化学成分的钢具有的抗压强度不同。

(2)磨损失效
山东模具加工厂介绍磨损失效是指刃门钝化、棱角变圆、平面下陷、表面沟痕、剥落粘膜(在摩擦中模具工作表而粘了些坯料金属)。另外,凸模在工作中,由于润滑剂燃烧后转化为高压气体,对凸模表面进行剧烈冲刷,形成气蚀。冷冲时,如果负荷不大,磨损类型主要为氧化,磨损也可为某种程度的咬合磨损,当刃口部分变钝或冲压负荷较大时,咬合磨损的情况会变得严重,而使磨损加快,模具钢的耐磨性不仅取决于其硬度,还决定于碳化物的性质、大小、分布和数量,在模具钢中,目前高速钢和高铬钢的耐磨性较高。但在钢中存在有严重的碳化物偏析或大颗粒的碳化物情况下,这些碳化物易剥落,而引起磨粒磨损,使磨损加快。较轻冷作模具钢(薄板冲裁、拉伸、弯曲等)的冲击,载荷不大,主要为静磨损。在静磨损条件下,模具钢的含碳量多,耐磨性就大。在冲击磨损条件下(如冷镦、冷挤、热锻等),模具钢中过多的碳化物无助于提高耐磨性,反而因冲击磨粒磨损,而降低耐磨性。研究表明,在冲击磨粒磨损条件下,模具钢含碳量以O.6%为上限,冷镦模在冲击载荷条件下工作,如模具钢中碳化物过多,容易固冲击磨损而山现表面剥落。这些剥落的硬粒子将成为磨粒,加快磨损速度。热作模具的型腔表面,由于高温软化而使耐磨性降低,此外,氧化铁皮也起到磨料的作用,同时还有高温氧化腐蚀作用。

(3)疲劳失效
山东模具加工厂谈到疲劳失效指精密模具某些部位经过一定的服役期,萌生了细小的裂纹,并逐渐向纵深扩展,扩展到一定尺寸时,严重削弱模具的承载能力而引起断裂。疲劳裂纹萌生于应力较大部位,特别是应力集中部位(尺寸过渡、缺口、刀痕、磨损裂纹等处),疲劳断裂时断门分两部分,一部分为疲劳裂纹发展形成的疲劳处破裂断面,呈现贝壳状,疲劳源位于贝壳顶点。另一部分为突然断裂,呈现不平整粗糙断面。使模具发生疲劳损伤的根本原因为特环载荷,凡可促使表面拉应力增大的因素均能加速疲劳裂纹的萌生。冷作模具在高硬状态下工作时,模具钢具有很高的屈服强度和很低的断裂韧性。高的屈服强度有利于推迟疲劳裂纹的产生,但低的断裂韧性使疲劳裂纹的扩展速率加快和临界长度减小,使疲劳裂纹扩展循环数大大缩短,因此,冷作模具疲劳寿命主要取决于疲劳裂纹萌生时间。热作模具一般在中等或较低的硬度状态下服役,模具断裂韧性比冷作模具高得多,因此,在热作模具中,疲劳裂纹的扩展速度低于冷作模具,临界长度大于冷作模,热作模具疲劳裂纹的亚临界扩展周期较冷作模长得多,但热作模具表面受急冷,急热很易萌生冷热疲劳裂纹,热作模具的疲劳裂纹萌生时间比冷作模短得多,因此,许多热作模其疲劳断裂寿命主要取决于疲劳裂纹扩展的时间。

(4)断裂失效
山东模具加工厂谈到断裂失效常见形式有:崩刃、脶齿、劈裂、折断、胀裂等,不同模具断裂的驱动力不同。冷作模具、所受的主要为机械作用力(冲压力)。热作模所受除机械力外,还有热应力和组织应力,有许多热作模具的工作温度较高,又采用强制冷却,其内应力可远远超过机械应力,因此,许多热作模的断裂主要与内应力过大有关。