冷作模具質(zhì)量的好壞將直接影響其制品的質(zhì)量, 模具的壽命又決定著零件的生產(chǎn)成本及經(jīng)濟(jì)效益,而影響冷作模具的因素很多。所以, 冷作模具的失效形式也是各種各樣。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)冷作模具的幾種基本失效形式，提出有效的預(yù)防措施。
對(duì)于早期失效的模具，主要表現(xiàn)有如下三種失效類型：⑴斷裂失效：包括塑性斷裂失效、疲勞斷裂失效、蠕變斷裂失效、低應(yīng)力脆性失效等。⑵變形失效：包括過量的彈性和塑性變形失效。⑶表面損壞失效：包括磨損失效、腐蝕失效、表面疲勞（點(diǎn)蝕或剝落）失效等。
苛刻的工作條件，使得冷作模具的使用壽命比其它模具要短許多。因此，為了延長(zhǎng)冷作模具的使用壽命，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，需要查明模具失效的根本原因，并采取有效的措施加以解決。
1．?dāng)嗔�。這是冷作模具最常見的一種損壞形式，主要是因?yàn)檩d荷超過模具材料的強(qiáng)度極限或模具產(chǎn)生應(yīng)力集中所造成的。例如：凸模折斷、凹模及緊固圈開裂、頂桿斷裂、鑲塊疲勞開裂等。
2．變形。由于冷作成形時(shí)作用的工作模具上的載荷非常大，直接承受壓力作用的工作模具，將會(huì)產(chǎn)生一定的彈性變形或塑性變形，使得模具無(wú)法使用而報(bào)廢。例如：凹模型腔的彈性膨脹，凸模的鐓粗、彎曲，頂料桿的鐓粗，墊塊的中心壓塌等等變形。
3．磨損。由于毛坯潤(rùn)滑、軟化處理、模具熱處理強(qiáng)度等方面的原因，使得冷作模具與其它模具一樣，常發(fā)生型腔表面 早期磨損損環(huán)失效。如韌帶工作面表面粘金屬、點(diǎn)蝕、剝落或尺寸急劇變化等。
當(dāng)模具零件產(chǎn)生上述這些缺陷時(shí)，就不能成形出合格的緊固件產(chǎn)品，勢(shì)必會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃。
預(yù)防措施
為了防止模具早期失效，有效的延長(zhǎng)模具的使用壽命，主要從以下幾方面采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
一、模具材料。由于冷作模具承受單位擠壓力較大，所以應(yīng)選擇強(qiáng)度高、韌性好、耐磨性好的高性能模具材料；由于凸模的工作條件比凹模更易受偏心力的作用，所以，凸模材料的耐磨性應(yīng)該選得比凹模材料更高些。
二、熱處理。模具熱處理包括：冷作模具胚料鍛造后的及時(shí)回火以細(xì)化晶粒，粗加工后的回火以消除應(yīng)力，電火花、線切割后的去應(yīng)力低溫回火。經(jīng)驗(yàn)表明，直徑≤80mm的模具，宜采用棒料直接機(jī)加工，無(wú)需再鍛造，因?yàn)殄懺觳划?dāng)反而會(huì)造成過燒、粗晶、偏析等缺陷。
模具淬火和回火時(shí)還應(yīng)注意加熱速度、保溫時(shí)間、淬火溫度、冷卻速度、回火次數(shù)、表面硬度等。模具淬火加熱時(shí)溫度過高，容易造成模具的過熱、過燒，沖擊韌性下降，導(dǎo)致早期斷裂。如果淬火溫度過低，會(huì)降低模具的硬度、耐磨性及疲勞抗力，容易造成模具的塑性變形、磨損失效。淬火加熱時(shí)還要注意采取保護(hù)措施，防止表面氧化和脫碳，脫碳將造成淬火軟點(diǎn)和軟區(qū)，降低模具的耐磨性、疲勞強(qiáng)度，影響其使用壽命。
淬火冷卻速度過快和游溫過低，模具容易產(chǎn)生淬火裂紋。如果回火溫度太低，而且不夠充分，將無(wú)法消除淬火過程中的殘余應(yīng)力，使模具的韌性降低，容易發(fā)生早期斷裂。
三、模具設(shè)計(jì) 冷作模具的結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度、剛度、可靠性和良好的的導(dǎo)向性，但模具的結(jié)構(gòu)形式不合理將會(huì)直接影響模具的使用壽命。模具工作部分應(yīng)設(shè)計(jì)為足夠大的圓角半徑，避免尖角過渡產(chǎn)生應(yīng)力集中，韌帶的寬度應(yīng)根據(jù)金屬流動(dòng)情況合理設(shè)計(jì)，以最大限度地減小摩擦力，一般在1.5-3.5之間。
四、模具加工。在摸具切削加工過程中，應(yīng)采取以下措施；提高表面粗糙度，磨削形成的微裂紋痕跡，過渡部分要平滑，不能有機(jī)加工刀痕及微小缺陷，防止使用過程中出現(xiàn)應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。
| |
