第一篇：模具失效總結(jié)

1.1模具的相關(guān)定義、模具壽命的基本概念

模具：其是用來成型各種工業(yè)產(chǎn)品的一種重要工藝裝備，是機械制造工業(yè)成型毛坯或零件的一種手段。模具壽命：模具因為磨損或其他形式失效、終至不可修復(fù)而報廢之前加工的產(chǎn)品的件數(shù)。制件報廢：模具生產(chǎn)出的制品出現(xiàn)形狀、尺寸及表面質(zhì)量不符合其技術(shù)要求的現(xiàn)象而不能使用。

模具服役：模具安裝調(diào)試后，正常生產(chǎn)合格產(chǎn)品的過程。

模具損傷：模具在使用過程中，出席那尺寸變化或微裂紋、腐蝕等現(xiàn)象，但沒有立即喪失服役能力的狀態(tài)。

模具失效：模具收到損壞，不能通過修復(fù)而繼續(xù)服役。

早期失效：模具未達到一定工業(yè)技術(shù)水平公認的使用壽命就不能服役時。正常失效：模具經(jīng)大量的生產(chǎn)使用，因緩慢塑性變形或較均勻地磨損或疲勞斷裂而不能繼續(xù)服役。

模具正常壽命：模具正常失效前生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目。

1.2模具失效形式基本概念

模具失效：在特定負荷作用下，具有特定形狀的模具材料的失效

磨粒磨損:工件表面的硬突出物或外來硬質(zhì)顆粒存在工件與模具接觸表面之間，刮擦模具表面，引起模具表面材料脫落。

粘著磨損:工件與模具表面相對運動時，由于表面凹凸不平，某些接觸點局部應(yīng)力超過了材料的屈服強度發(fā)生粘合，粘合的結(jié)點發(fā)生剪切斷裂而拽開，使模具表面材料轉(zhuǎn)移到工件上或脫落。

疲勞磨損:兩接觸表面相互運動時，在循環(huán)應(yīng)力的作用下，使表層金屬疲勞脫落。

氣蝕磨損:當模具表面與液體接觸作相對運動時，接觸處形成氣泡，氣泡破裂，產(chǎn)生瞬間的沖擊和高溫，使模具表面形成微小麻點和凹坑。

沖蝕磨損:液體和固體微小顆粒高速落下，反復(fù)沖擊到模具表面，局部材料流失，在金屬表面形成麻點和凹坑。

腐蝕磨損:在摩擦過程中，模具表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，再加上摩擦力的機械作用，引起表層材料脫落。斷裂失效：模具在工作過程中出現(xiàn)較大裂紋或部分分離而喪失正常服役能力的現(xiàn)象。

韌性斷裂：斷裂前產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形，端口截面尺寸減少，有頸縮現(xiàn)象。脆性斷裂：斷裂前變形量很小，沒有明顯的塑性變形量，端口尺寸無明顯變化，不產(chǎn)生頸縮。

沿晶斷裂：裂紋沿多晶體晶界擴展分離產(chǎn)生的斷裂，晶界上存在著脆性相、熱裂紋、蠕變斷裂、應(yīng)力腐蝕等引起的斷裂。

穿晶斷裂：當材料韌性較差、存在表面缺陷、承受高的沖擊載荷時，裂紋的萌生和擴展穿過晶粒內(nèi)部的斷裂。

疲勞斷裂：指在較低的循環(huán)載荷作用下，工作一段時間后，由裂紋緩慢擴展，最后發(fā)生斷裂。

正斷：斷口的宏觀表面垂直于最大正應(yīng)力或最大正應(yīng)變方向的斷裂。切斷：斷口的宏觀表面平行于最大切應(yīng)力方向的斷裂。

1.3模具的性能指標相關(guān)概念

模具材料抗失效性能指標三大類型：材料抵抗過量變形失效的性能指標、材料抵抗斷裂失效的性能指標、材料抵抗表面損傷失效的性能指標。

材料抵抗抗過量變形失效的性能指標：彈性變形抗力指標和塑形變形抗力指標 彈性：材料產(chǎn)生彈性變形的能力，剛度：材料抵抗變形的能力。材料的剛度指標：彈性模量E和切應(yīng)變模量G 材料的塑形變形：是指微觀結(jié)構(gòu)的相鄰部分發(fā)生了永久性的位移，并不引起材料的破裂的現(xiàn)象，是不可逆轉(zhuǎn)的變形。材料抵抗斷裂失效性的性能指標：模具受載荷的性質(zhì)，斷裂形式分為一次斷裂和疲勞斷裂。當模具中的應(yīng)力單調(diào)的增加并超過一定臨界值時，材料就會迅速發(fā)生快速斷裂，當模具承受高于一定臨界值的交應(yīng)變力作用時，經(jīng)過相當多周次的服役后，材料會發(fā)生疲勞斷裂。

正斷抗力：衡量材料抵抗正斷的性能指標。切斷抗力：衡量材料抵抗切斷的性能指標。低應(yīng)力脆斷：材料脆性斷裂事先沒有明顯征兆，且在名義應(yīng)力較低的情況下突然發(fā)生。

沖擊韌度：可以反映了材料斷裂過程中吸收能量的大小，包含了加載速度和缺口應(yīng)力集中對材料斷裂抗力的影響，是衡量材料脆性斷裂抗力的重要指標。斷裂韌性：是材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的抗力指標，表示材料所能承受的裂紋尖端的最大應(yīng)力強度因子值。

疲勞：模具在循環(huán)應(yīng)力的作用下經(jīng)歷過一定周期次數(shù)所發(fā)生的斷裂失效。

低周疲勞:最大循環(huán)應(yīng)力接近或高于材料的屈服強度，使材料的應(yīng)力集中處等薄弱部位發(fā)生塑性變形，因而材料在每一周次的循環(huán)應(yīng)力作用下，產(chǎn)生的一定幅度塑性變形，低周疲勞壽命較短，一般在10^2~10^5次的范圍內(nèi)。

沖擊疲勞：冷鐓模和錘鍛模等在沖擊載荷的多次作用下所發(fā)生的疲勞破壞。熱疲勞：熱作模具工作表面承受循環(huán)熱負荷，使得表面材料發(fā)生循環(huán)脹縮變形，該變形受到外界的約束不能自由地進行時，使表面材料產(chǎn)生循環(huán)熱應(yīng)力，其反復(fù)作用將使模具表面多處產(chǎn)生沿晶和穿晶裂紋的現(xiàn)象。

材料粘著磨損的抗力指標：包括接觸壓力、摩擦速度、熱點溫度、潤滑情況等。接觸應(yīng)力：兩物體在壓力作用下相互接觸時，由于接觸表面處的局部彈性變形所產(chǎn)生的應(yīng)力。接觸疲勞：承受沖擊的模具，其工作表面的某些區(qū)域受較高接觸應(yīng)力的周期作用，經(jīng)過一定的周次后，在這些區(qū)域中產(chǎn)生深度不同的小片或小塊狀剝落，造成便面上針狀或豆狀凹坑的現(xiàn)象。硬度：表達材料表面上不大體積內(nèi)抵抗變形或破裂能力的衡量材料軟硬程度的一種力學(xué)性能。

布氏硬度：用一定大小的載荷，把淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入式樣表面，保持規(guī)定時間后卸除載荷后，所計算的壓痕的表面積與載荷的比值。洛氏硬度：采用壓入硬度試驗方法，測量壓痕深度值的大小來表示材料的硬度值。1.4表面處理技術(shù)的相關(guān)概念

模具表面處理技術(shù)的目的：能有效地提高模具表面的耐磨性、耐蝕性、抗咬合、抗氧化、抗熱粘著、抗冷熱疲勞等性能，同是能使材料心部保持原有的強韌性。化學(xué)熱處理：指將鋼件置于特定的活性介質(zhì)中加熱和保溫，使一種或幾種元素滲入工件表面，以改變表層的化學(xué)成分、組織，是表層具有與心部不同的力學(xué)性能或特殊的物理、化學(xué)性能的熱處理方法。氣相沉積技術(shù)：將含有形成沉積元素的氣象物質(zhì)輸送到工件表面，在工件表面形成沉積層的工藝方法。

熱噴涂技術(shù)：將涂層材料加熱融化，以告訴氣流將起霧化成極細的顆粒，并很高的速度噴射到事先準備好的工作表面上，形成涂層。

3.1模具的分類

1.2.3.4.按模具的加工材料的再結(jié)晶溫度分：冷變形模具、熱變形模具、溫變形模具。按模具加工配料的工作溫度分：熱作模具、冷作模具、溫作模具。按模具成型材料分：金屬成型用模具、非金屬成型用模具。

按模具的用途分：鍛造模、沖擊模、擠壓模、拉拔模、壓鍛模、塑料模、陶瓷模、玻璃模、其他。

5.按模具成型工藝分：普通鍛模：鐓鍛模、加熱鍛；擠壓：正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓、徑向擠壓；拉拔：拉絲、拔管；沖壓；壓鑄；塑料成型：模壓成型、擠壓成型、注射成型。

6.按模具失效形式分：表面損傷、過量變形、斷裂

3.2失效條件有哪些?

答：引起模具失效的因素有內(nèi)因和外因。內(nèi)因即材料方面，包括材料品質(zhì)及加工工藝方面的各種因素;外因即環(huán)境方面，包括受載條件、時間、溫度及環(huán)境介質(zhì)多個因素。任何模具的失效都是在材料的強度、韌性與應(yīng)力因素和環(huán)境條件不適應(yīng)的條件下發(fā)生的。

3.3提高模具壽命的途徑

答：提高模具壽命的途徑有： ①合理地設(shè)計模具;②正確選材，開發(fā)模具新材料，改善原材料質(zhì)量;③采用先進的熱處理工藝，提高模具熱處理質(zhì)量;④保證加工質(zhì)量，采用新的加工方法;⑤改進加工設(shè)備和工藝，合理使用，維護模具等。3.4模具失效的影響因素有哪些?

答：模具失效既有材料方面的因素也有環(huán)境方面的因素。材料方面原因為內(nèi)因，包括材料品質(zhì)及加工工藝方面的因素;環(huán)境方面的因素為外因，包括受載條件、時間、溫度及環(huán)境介質(zhì)等因素。任何模具的失效都是在材料的強度、韌性與應(yīng)力因素和環(huán)境條件不相適應(yīng)的條件下發(fā)生的。

3.5常用的表面處理技術(shù)有哪些?表面處理的目地？

答：常用的表面處理技術(shù)按其原理可分為：化學(xué)熱處理、表面涂覆處理，表面加工強化處理。滲碳、滲氮、滲硼以多種元素共滲時屬化學(xué)熱處理；堆焊、鍍硬絡(luò)、超硬化合物涂層屬表面涂覆處理；噴丸屬表面加工強化處理。還有氣相沉積技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、激光表面技術(shù)、電子束表面處理技術(shù)、離子注入技術(shù)等。

表面處理技術(shù)的目的是有效地提高模具表面的耐磨性、耐蝕性、抗咬合、抗氧化、抗熱粘著、抗冷熱疲勞等性能，同時能使材料心部保持原有的強韌性。

3.6影響低周疲勞的因素，低周疲勞特點是什么?

答：低周疲勞的特點:最大循環(huán)應(yīng)力接近或高于材料的屈服強度，他足以使材料的應(yīng)力集中處等薄弱部位發(fā)生塑性變形，因而材料在每一周次的循環(huán)應(yīng)力作用下，均產(chǎn)生一定幅度的塑性變形，低周疲勞壽命較短，一般在10^2~10^5次的范圍內(nèi)。

影響低周疲勞的因素: 應(yīng)力集中的影響，表面狀態(tài)的影響，尺寸因素的影響，材料本身的影響

3.7什么是模具的脆性斷裂?影響脆性斷裂的因素有哪些

答：模具的脆性斷裂是指斷裂前變形量很小，沒有明顯的塑性變形量，端口尺寸無明顯變化，不產(chǎn)生頸縮。

影響脆性斷裂的因素:取決于材料本身的性質(zhì)和健全度以及模具的工作條件，如應(yīng)力狀態(tài)、工作溫度、加載速度、環(huán)境介質(zhì)等外界因素。

材料的性質(zhì)和健全度：材料的正斷抗力低，剪切屈服強度高時，起脆性斷裂的傾向大，反之，不易發(fā)生脆性斷裂。材料的體積尺寸越大，所包含的缺陷越多，正斷抗力就越低。

應(yīng)力狀態(tài)：應(yīng)力狀態(tài)越軟，材料發(fā)生韌性斷裂的傾向越大，反之，應(yīng)力狀態(tài)越硬，材料傾向于脆性斷裂。

工作溫度： 溫度在韌-脆轉(zhuǎn)變溫度以上是材料的性能變化不大，溫度在韌-脆轉(zhuǎn)變溫度以下時材料處于脆性狀態(tài)。

加載速度：加載速度在臨界值以下時，材料的屈服強度升高，正斷抗力變化不大，加載速度增加到臨界值以上時，材料處于脆性狀態(tài)。

3.8影響模具壽命的因素

答：影響模具壽命的因素有：

① 內(nèi)在因素 主要指模具的結(jié)構(gòu)、模具的材料和模具的加工藝。

1)模具結(jié)構(gòu) 合理的模具結(jié)構(gòu)能使模具在工作時受力均勻，應(yīng)力集中小，也不易受偏載。

2)模具材料 材料的成份、組織、質(zhì)量及性能對模具的使用壽命有較大的影響。3)模具的加工工藝 其包括模具毛坯的鍛造、零件的切削加工、電加工和熱處理等。

② 外在因素 包括模具的工作條件和使用維護、制品的材質(zhì)和形狀大小等。

模具的工作條件包括被加工坯料的狀況，鍛壓設(shè)備的特性及工作條件，模具工作中的潤滑、冷卻劑使用維護狀況。

3.9模具材料抗失效的性能指標

答：模具材料抗失效的性能指標： ① 材料抵抗過量變形失效性能指標，其主要有彈性變形抗力指標和塑性變形抗力指標。

1)材料抵抗彈性變形的性能指標主要是彈性模量和切變模量。

2)材料抵抗塑性變形的性能指標是材料的硬度值，在外力作用下，模具整體或局部產(chǎn)生的應(yīng)力大于模具材料屈服點的應(yīng)力值。

② 材料抵抗斷裂失效性能指標的分為快速斷裂抗力指標和疲勞斷裂抗力指標。

1)材料抵抗快速斷裂的抗力指標為正斷抗力和切斷抗力。

2)材料抵抗疲勞斷裂的抗力指標為平均應(yīng)力，應(yīng)力半幅，應(yīng)力比、疲勞極限。

3.10模具磨損形成原理

答：磨損分為:磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損、氣蝕和沖蝕磨損、腐蝕磨損。

磨粒磨損:工件表面的硬突出物或外來硬質(zhì)顆粒存在工件與模具接觸表面之間，刮擦模具表面，引起模具表面材料脫落。

粘著磨損:工件與模具表面相對運動時，由于表面凹凸不平，某些接觸點局部應(yīng)力超過了材料的屈服強度發(fā)生粘合，粘合的結(jié)點發(fā)生剪切斷裂而拽開，使模具表面材料轉(zhuǎn)移到工件上或脫落。

疲勞磨損:兩接觸表面相互運動時，在循環(huán)應(yīng)力的作用下，使表層金屬疲勞脫落。

氣蝕磨損:當模具表面與液體接觸作相對運動時，接觸處形成氣泡，氣泡破裂，產(chǎn)生瞬間的沖擊和高溫，使模具表面形成微小麻點和凹坑。

沖蝕磨損:液體和固體微小顆粒高速落下，反復(fù)沖擊到模具表面，局部材料流失，在金屬表面形成麻點和凹坑。腐蝕磨損:在摩擦過程中，模具表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，再加上摩擦力的機械作用，引起表層材料脫落。

3.11模具影響粘著磨損與疲勞磨損的因素

答：

影響粘著磨損的因素:

① 材料性質(zhì):材料的塑性越好，粘著磨損越嚴重;② 材料硬度:模具材料和工件材料硬度相差越大，則磨損越小。③ 模具與工件表面壓力:粘著磨損量隨表面接觸壓力增大而增加。

④ 滑動摩擦速度:滑動速度在一定范圍內(nèi)，溫度上升有利于抗粘著磨損，超過這一范圍則使粘著磨損增加。

影響疲勞磨損的因素:

① 材料的冶金質(zhì)量:鋼材中的氣體含量，非金屬夾雜物類型、大小、形貌和分布狀態(tài)是影響疲勞磨損的重要因素。

② 材料的硬度:硬度增加，強度增加，抗疲勞能力增加，但硬度高于一定值時抗疲勞磨損能力降低。

③ 表面粗糙度:表面粗糙度越小，接觸面積越大，有利于提高抗疲勞磨損的能力。

3.12模具按加工坯料的工作溫度分類，錘鍛模受熱情況

答：按模具加工坯料的工作溫度分： ①熱作模具 高溫下進行加工;②冷作模具 常溫下進行加工;③溫作模具 介于以上兩者之間。

錘鍛模的受熱: ①鍛前預(yù)熱 模具在使用前先要進行預(yù)熱

②與坯料接觸的 在工作中與熾熱坯料接觸進一步被加熱

③變形熱.和摩擦 坯料變形以及與型腔表面摩擦所產(chǎn)生的熱量有一部分被模具吸收。

3.13冷擠壓模具分類

答：冷擠壓模分為四種類型:

① 正擠壓 金屬坯料的流動方向與凸模運動方向相同 ② 反擠壓 金屬坯料的流動方向與凸模運動方向相反

③ 復(fù)合擠壓 金屬坯料的流動方向一部分與凸模運動相同，另一部分與凸模運動方向相反

④ 徑向擠壓 金屬壞料的流動方向垂直于凸模運動方向 3.14模具材料性能分類，其工藝性能包含什么?使用性能包含什么?

答：模具材料的基本性能包括使用性能和工藝性能。

其使用性能包括:

① 強度 模具材料的強度是模具抵抗失效最重要的性能，常用屈服強度、抗拉強度、斷裂韌度 作為模具設(shè)計的重要指標。

② 沖擊韌度和沖擊功 其是衡量模具承受沖擊載荷或沖擊能量能力的指標。

③ 硬度 是指材料抗外部物體壓入的能力。

④ 耐磨性 是指材料抗磨損的能力。一般，強度或硬度及韌性越高，材料耐磨性越好。

⑤ 耐蝕性 是指材料抗周圍介質(zhì)腐蝕的能力。

⑥ 熱穩(wěn)定性 是指在高溫下，材料保持其組織、性能穩(wěn)定的能力。⑦ 耐熱疲勞 是指高溫下，材料承受應(yīng)力頻繁變化的能力。

其工藝性能包括:

① 鍛造工藝性能 是指材料對鍛造工藝的適應(yīng)性。② 切削加工工藝性能 是指材料加工的難易程度。

③ 熱處理工藝性能 是指材料在熱處理時，獲得所需組織、性能的難易程度。

④ 淬透性 是指材料在一定條件下進行淬火，獲得淬透層深度的能力。

4.1沖裁模失效分析

沖裁是利用沖裁模在壓力機上使板料分離的一種沖壓工藝，依靠沖裁模刃口，使板料分離，它既可以直接沖壓出所需的零件，又可以為其他沖壓工藝制造毛坯。板料分離過程分為四個階段，即彈性變形階段、塑性變形階段、萌生裂紋階段、裂紋擴展分離階段。完成分離后，上模上行，一次沖裁過程結(jié)束。

模具刃口受力分析：彈性變形階段凸、凹模的端面收正壓力，塑性變形階段開始，由于凸模已伸入板料中，而板料的中間部分已伸入凹模刃口內(nèi)，產(chǎn)生了側(cè)壓力，同時，由于凸凹模與板材發(fā)生相對運動，產(chǎn)生摩擦力。由于凸、凹模之間存在間隙，沖裁時兩模受到的力不在同一直線上，所以板材還受轉(zhuǎn)矩的作用，使板材發(fā)生穹彎和翹曲。板材變形后使得凸模刃口和凹模刃口與板材的接觸面積變小。凸、凹模刃口邊緣產(chǎn)生應(yīng)力集中，且所受沖擊力大。

沖裁模的主要失效形式：沖裁時，使分離板料，受力主要集中于刃口附近，因此它的正常失效形式為磨損，且主要是粘著磨損，同是伴生著磨粒磨損，沖裁過程不停循環(huán)，時間過長會產(chǎn)生疲勞磨損。有凸、凹模受力分析可知，刃口處磨損最嚴重，且與凸、凹模的工作行程中可以知道，凸模比凹模磨損得更快。

影響沖裁模失效的主要因素：

① 沖裁間隙

間隙的大小影響凸、凹模刃口對板料的作用力合力的距離，影響板材剪切過程的進行，同時也對凸、凹模的刃口的應(yīng)力情況產(chǎn)生影響。小間隙時，不利于剪切過程的進行，刃口已發(fā)生啃模的現(xiàn)象，刃口處的應(yīng)力增大，加劇凸、凹模的磨損，易造成模具的早期失效。大間隙時，板材轉(zhuǎn)矩增大，摩擦力增大，刃口處所受拉應(yīng)力增大，也會加劇模具刃口磨損。② 壓邊狀態(tài) 沖裁過程中由于間隙的存在，凹凸模刃口作用力會形成轉(zhuǎn)矩，造成板料彎曲和翹曲以及坯料相對于凹模端面滑動，部分材料被拉進凹模內(nèi)，板料塑性增加，所需沖裁力也增加，落料的外輪廓尺寸變大，由于回彈，落料將脹著凹模內(nèi)，在卸料過程中，嚴重摩擦凹模，而剩余板料則套在凸模外，在卸料過程中，強烈磨損凸模。

提高沖裁模壽命的措施：

1、盡量采用大間隙，降低沖裁力，避免啃模和不均勻磨損；

2、采用彈性卸料板，可提供一定的壓邊力，從而降低沖裁力以及板材對沖頭和凹模的摩擦磨損；

3、采用導(dǎo)向裝置，保證工作狀態(tài)的均勻間隙，克服刃口的不均勻磨損；

4、增加凸模剛度，增加其抗偏載能力；

5、選取耐磨性好的模具材料，且凸模材料的耐磨性應(yīng)選得比凹模材料的耐磨性好；

6、采用表面強化技術(shù)，提高模具表面的耐磨性；

7、超前維修，避免凸凹模間隙不均而產(chǎn)生附加彎矩及防治磨損溝痕處產(chǎn)生裂紋，提高模具壽命。

4.2斷裂抗力指標？如何判別正斷、切斷？脆斷、韌斷？

答：根據(jù)模具所受載荷的性質(zhì)，斷裂形式分別為快速斷裂和疲勞斷裂。當模具中的應(yīng)力單調(diào)地增加并超過一定臨界時，材料便會迅速發(fā)生快速斷裂；當模具承受高于一定臨界值得交變應(yīng)力作用時，盡管其最大應(yīng)以低于材料屈服點，經(jīng)過多次重復(fù)服役后，材料會發(fā)生疲勞斷裂。

指標：模具的疲勞斷裂是在交變載荷的作用下發(fā)生的，實際中常采用疲勞極限作為疲勞斷裂失效的抗力指標。

斷裂抗力指標：工程上采用Sk作為衡量材料抵抗正斷的性能指標，稱為正斷抗力；用Tk作為衡量材料抵抗切斷的性能指標，稱為切斷抗力；模具材料對塑性變形的抗力，實質(zhì)上是剪切屈服強度，用Ts表示。① 當載荷增大，使得最大正應(yīng)力值卡與正斷抗力，而自始自終最大切應(yīng)力小于剪切屈服強度時，材料發(fā)生正斷，斷裂前無塑性變形，是脆性斷裂。② 當載荷增大，先使最大切應(yīng)力大于剪切屈服強度，然后使最大切應(yīng)力大于切斷抗力，而自始至終最大正應(yīng)力小于正斷抗力時，材料先發(fā)生塑性變形，然后發(fā)生切斷，是韌性斷裂。③ 當載荷增大，先使最大切應(yīng)力大于剪切屈服應(yīng)力，繼而使最大正應(yīng)力大于正斷抗力，然而最大切應(yīng)力小于切斷抗力指標時，材料先發(fā)生塑性變形，然后發(fā)生正斷，是韌性斷裂。

什么是韌性斷裂：斷裂前產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形，斷裂過程中吸收較多的能量，一般是在高于材料屈服應(yīng)力條件的高能斷裂。

什么是脆性斷裂: 斷裂前的變形量很小，沒有明顯的塑形變現(xiàn)量。斷裂過程中材料吸收的能量很小，一般是在低于允許應(yīng)力條件下的低能斷裂?；蛘呤窃趩握{(diào)增加的載荷作用下，材料尚未發(fā)生宏觀的塑性變形就發(fā)生的正斷，這種現(xiàn)象就是脆性斷裂。4.3錘鍛模失效分析

錘鍛模是在模鍛錘上使用的熱成型模具。錘鍛模上模與錘頭固定，下模與工作臺的模座固定，工作時上模隨錘頭向下運動，與下模合模過程中成型模鍛件。其工作過程中的機械負荷主要是沖擊力和摩擦力，熱負荷主要是交替受加熱和冷卻。

受力分析：其工作過程中受力性質(zhì)復(fù)雜，主要包括，沖擊力，模鍛錘的噸位越大，產(chǎn)生的沖擊力越大；壓力，模具型腔受坯料變形的反作用，是型腔表面承受很大的壓力；內(nèi)應(yīng)力，受模具型腔結(jié)構(gòu)形狀的影響，模具的不同部位會產(chǎn)生不同狀態(tài)的內(nèi)應(yīng)力，模具結(jié)構(gòu)形狀越復(fù)雜的部位，其應(yīng)力狀態(tài)也比較復(fù)雜。

錘鍛模的主要失效形式：

模鍛有變形和成型雙重功能，只有在高溫下才能實現(xiàn)材料的變形和成型，坯料溫度較高，模具易軟化，產(chǎn)生塑性變形，同時易氧化，產(chǎn)生氧化磨損，也易發(fā)生熱疲勞。且下模與高溫坯料接觸時間長，使下模較上模易失效。

模鍛錘是沖擊施力設(shè)備，速度大，動能大，鍛模所受的沖擊力很大，容易引起應(yīng)力集中，而造成塑性變形和斷裂。且，沖擊力大，模具中的裂紋擴展快，易失效。

模鍛時坯料整體發(fā)生塑性變形，坯料與模具型腔表面發(fā)生相對運動產(chǎn)生摩擦，針對其高溫高壓的工作換將，模具與坯料易發(fā)生強烈的摩擦磨損，同時發(fā)生粘著磨損、熱疲勞磨損、氧化磨損，若鍛件的氧化皮沒有清除時，也會發(fā)生磨粒磨損。型腔中水平面和凸臺易發(fā)生塑性變形側(cè)面易出現(xiàn)磨損。

錘鍛是，型腔經(jīng)受高溫坯料的一次急熱，鍛件取出后，對型腔噴冷卻水，模具型腔經(jīng)受一次急冷，在急熱急冷的循環(huán)熱應(yīng)力作用下，模具會出現(xiàn)疲勞磨損與疲勞裂紋，并導(dǎo)致開裂。型腔深處以及燕尾的凹圓角半徑處易萌生裂紋，導(dǎo)致斷裂。

影響錘鍛模壽命的主要因素

1、鍛件

鍛件材料強度高，變形抗力大，模具受力大，壽命低；鍛件質(zhì)量增大，所需的打擊力和打擊功增大，機械負荷增大模具壽命低；鍛件形狀，圓餅類中的較復(fù)雜形狀鍛件的鍛模壽命低，長軸類中的直長軸鍛件的鍛模壽命高。

2、鍛模：鍛模硬度，型腔硬度、強度低，易產(chǎn)生磨損和塑性圓角半徑變形，硬度過高又易萌生裂紋，導(dǎo)致開裂。型腔深度：型腔越深，充填困難，模具壽命低；圓角半徑：過小的凸圓角很易引起應(yīng)力集中，萌生裂紋。承擊面積：承擊面積小，單位面積的沖擊力增加，模具易斷裂。

3、模鍛工藝：采用制坯、預(yù)段工序，可減少坯料在終鍛型腔中的變形量，減小變形力和摩擦，模具壽命高。

4、設(shè)備噸位：噸位過大，壽命低，噸位太小，壽命也低。

5、使用過程：預(yù)熱溫度高，模具在鍛造中溫度偏高，強度下降，易產(chǎn)生塑性變形。預(yù)熱溫度低，模具始鍛造時，瞬間表面溫度變化大，熱應(yīng)力大，易萌生裂紋。

提高錘鍛模壽命的主要措施：

1、根據(jù)鍛模大小合理選取模具硬度；

2、根據(jù)模具的形狀的復(fù)雜程度，合理選取模具材料；

3、對模具型腔表面進行表面強化，提高表面的強度、耐磨性，有效提高模具壽命；

4、正確使用與維護。要鍛前預(yù)熱，控制工作節(jié)奏，避免模具溫度升的過高，在鍛造過程中經(jīng)常將模具型腔涂冷卻劑和潤滑劑，休息時對模具保溫，使用結(jié)束后模具應(yīng)緩冷，模具使用一段時間后，應(yīng)卸下進行去應(yīng)力退火，并提前修模。

第二篇：模具失效分析復(fù)習(xí)題文檔

1.模具的分類：

（一）按模具所加工材料的再結(jié)晶溫度分：冷變形模具，熱變形模具，溫變形模具；

（二）按模具加工坯料的工作溫度分：冷作模具，熱作模具，溫作模具；

（三）按模具成形的材料分：金屬成形用模具，非金屬成形用模具。

（四）按模具用途分：沖壓模具，鍛造模具，擠壓模具，壓鑄模具，拉拔模具，塑料模具，陶瓷模具，橡膠模具，玻璃模具等。2.模具服役：模具安裝調(diào)試好后，正常生產(chǎn)合格產(chǎn)品的過程。模具損傷：模具在使用過程中，出現(xiàn)尺寸變化或微裂紋，但沒有立即喪失服役能力的狀態(tài)。模具失效：模具受到損壞，不能通過修復(fù)而繼續(xù)服役。模具的失效分為非正常失效和正常失效。非正常失效(早期失效)是指模具未達到一定的工業(yè)水平下公認的壽命時就不能服役。早期失效的形式有塑性變形、斷裂、局部嚴重磨損等。正常失效是指模具經(jīng)大批量生產(chǎn)使用，因緩慢塑性變形或較均勻地磨損或疲勞斷裂而不能繼續(xù)服役。

3.磨損分類：根據(jù)模具的成形坯料、使用狀況，其磨損機理可以分為：磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損、氣蝕和沖蝕磨損、腐蝕磨損。磨粒磨損: 在工件和模具接觸表面之間存在外來硬質(zhì)顆?；蛘吖ぜ砻娴挠餐怀鑫?，刮擦模具表面，引起模具表面材料脫落的現(xiàn)象叫磨粒磨損。主要特征是模具表面有明顯的劃痕或犁溝，磨損物為條狀或切屑狀。

粘著磨損：工件與模具表面相對運動時，由于表面凹凸不平，粘著的結(jié)點發(fā)生剪切斷裂，使模具表面的材料轉(zhuǎn)移到工件上或脫落的現(xiàn)象。粘著磨損的分類：根據(jù)磨損程度，分為：輕微粘著磨損（氧化磨損）和嚴重粘著磨損（涂抹、擦傷、膠合）。輕微粘著磨損（氧化磨損）：粘結(jié)點強度低于模具和工件的強度時發(fā)生。接點的剪切損壞基本上發(fā)生在粘著面上，表面材料的轉(zhuǎn)移十分輕微。

4.磨粒磨損的機理：磨料磨損時，作用在質(zhì)點上的力分為垂直分力和水平分力。垂直分力使硬質(zhì)點壓入材料表面；水平分力使硬質(zhì)點與表面之間產(chǎn)生相對位移，硬質(zhì)點與材料相互作用的結(jié)果，使被磨損表面產(chǎn)生犁皺或切屑，形成磨損或在表面留下溝槽。影響磨粒磨損的因素：磨粒大小與形狀；磨粒硬度和模具材料硬度；模具與工件表面壓力；磨粒尺寸與工件厚度的相對比值。提高耐磨粒磨損的措施：提高模具材料的硬度；進行表面耐磨處理；采用防護措施。5.粘著磨損的機理：實際接觸面積是表觀面積的0.01~0.1%，表面壓力大，瞬時溫度高，潤滑油膜、吸附膜或其他膜都將發(fā)生破裂，使接觸峰頂產(chǎn)生粘著，隨后，在滑動中粘著點又被破壞，就形成粘著——破壞——再粘著的交替過程。

影響粘著磨損的因素：①表面壓力：T1（接觸壓應(yīng)力小于材料硬度的1/3），磨損主要是通過氧化碎屑的脫落而產(chǎn)生的，屬于輕微氧化磨損區(qū)；T1與T2之間為嚴重磨損區(qū)，磨屑尺寸增大，加厚，且多為金屬屑；當載荷繼續(xù)增大超過T2后，表面內(nèi)摩擦增大而溫度很高，可能發(fā)生相變，并形成白層，形成不易破碎的氧化膜，因而耐磨。② 材料性質(zhì)：脆性材料比塑性材料粘著傾向小。塑性材料接點的斷裂常發(fā)生在離表面較深處，磨損下來的顆粒較大；而脆性材料接點破壞處離表面較淺，磨屑呈細片狀。③ 材料硬度：模具材料和工件材料的硬度相差越大，磨損越??；反之，磨損越大。提高耐粘著磨損性能的措施：① 合理選用模具材料：選與工件互溶性小的材料，減小親合力，降低粘結(jié)的可能性。② 合理選用潤滑劑和添加劑：潤滑油膜一方面可防止金屬表面直接接觸，另一方面可減小摩擦，成倍提高抗粘著磨損的能力。③ 采用表面處理：采用表面處理改變摩擦表面金屬組織結(jié)構(gòu)，避免同類金屬表面接觸。

6.疲勞磨損：工件與模具表面相對運動時，在循環(huán)應(yīng)力（機械應(yīng)力與熱應(yīng)力）的作用下，使模具表層金屬材料疲勞脫落的現(xiàn)象。接觸疲勞磨損，主要特征為磨損表面有裂紋、小坑等，磨損產(chǎn)物為塊狀或餅狀。疲勞磨損的機理：在承受力和相對運動的情況下，模具表面及亞表面不僅有多變的接觸應(yīng)力而且還有切應(yīng)力，這些外力反復(fù)作用一定周次后，模具表面就會產(chǎn)生局部塑性變形和加工硬化。在某些組織不均勻處，由于應(yīng)力集中，形成裂紋源，并沿著切應(yīng)力方向或夾雜物走向發(fā)展。當裂紋擴展到表面時或與縱向裂紋相交時，形成磨損剝落。模具疲勞磨損有機械疲勞磨損、冷熱疲勞磨損。影響疲勞磨損的因素：材質(zhì)：鋼材的冶金質(zhì)量，如：夾雜物類型、大小、形貌、分布。特別是脆性、帶棱角的非金屬夾雜物。硬度：一般情況下，材料抗疲勞磨損能力隨表面硬度的增加而增強，而表面硬度一旦越過一定值，則情況相反。表面粗糙度：表面粗糙度低，接觸面積大，接觸應(yīng)力小，提高抗疲勞磨損能力。提高耐疲勞磨損的措施：合理選擇潤滑劑：潤滑劑可避免模具與工件表面直接接觸，并均化接觸應(yīng)力，緩沖沖擊。潤滑劑粘度越高越好，固體潤滑劑比液體潤滑劑好。進行表面強化處理：采用噴丸、滾壓等強化方法，使模具工作表面金屬受壓縮產(chǎn)生塑性變形，并產(chǎn)生宏觀壓縮應(yīng)力，有利于提高抗疲勞磨損的能力。

7.斷裂分類：1）按斷裂性質(zhì)分：塑性斷裂、脆性斷裂；根據(jù)金屬材料斷裂前所產(chǎn)生的宏觀塑性變形的大小分。一般規(guī)定光滑拉伸試樣的斷面收縮率小于5％為脆性斷裂；大于5％為韌性斷裂。（2）按斷裂路徑分：沿晶斷裂、穿晶斷裂、混晶斷裂；（3）按斷裂機理分：一次性斷裂、疲勞斷裂；模具材料多為中、高強度鋼，斷裂性質(zhì)多為脆性斷裂。

影響斷裂失效的主要因素：

（一）模具表面形狀：增大圓角半徑，減少突變，避免尖角，減小應(yīng)力集中。

（二）模具材料：減少夾雜物，提高冶金質(zhì)量，提高材料強度?？刂茢嗔训娜齻€主要因素： 1）裂紋尺寸和形狀；2)作用應(yīng)力；3)材料的斷裂韌性。裂紋尺寸越大，作用應(yīng)力越高，發(fā)生斷裂的可能性就越大；材料的斷裂韌性越高，抵抗斷裂破壞的能力越強，發(fā)生斷裂的可能性就越小。

8.鍛造工序一般可分為：基本工序、輔助工序和修整工序三類。(1)基本工序

指能夠較大幅度地改變坯料形狀和尺寸的工序，也是鍛造過程中主要變形工序。如鐓粗、撥長、沖孔、芯軸擴孔、芯軸拔長、彎曲、剁切、錯移、扭轉(zhuǎn)等。(2)輔助工序

指在坯料進入基本工序前預(yù)先變形的工序。(3)修整工序

指用來精整鍛件尺寸和形狀使其完全達到鍛件圖要求的工序。如鼓形滾圓、端面平整等。一般是在某一基本工序完成后進行。

9.模具表面的加工方法包括車削、銑削、磨削、拋光等。磨削的原理是把復(fù)雜的成型表面分解為若干段簡單的直平面或圓弧直曲面，然后按照一定的順序，沿著輪廓方向逐點或逐段磨削，使之達到規(guī)定的加工要求。

10.殘余應(yīng)力大小與以下幾個因素有關(guān):(1)磨削深度；(2)砂輪硬度、鋒利度；（3）回火工藝；（4）模塊材料的導(dǎo)熱性。

11.模具熱處理：1)氧化、脫碳；2)過熱、過燒；3）硬度不足；4）軟點；5）黑色斷口；6）脆性；7）麻點；8）裂紋；9）變形。

11.模具材料分類：按模具類別分：冷作模具、熱作模具、塑料模具。按材料類別分：鋼鐵材料、非鐵材料、塑料等。

模具材料的性能要求：

（一）使用性能：硬度和耐磨性、強度和韌性、抗熱性能（熱強性、熱硬性、熱穩(wěn)定性、熱疲勞性、抗粘著性）；

（二）工藝性能：熱加工工藝性能、冷加工工藝性能、熱處理工藝性能。模具選材的具體考慮因素：

（一）模具工作條件：承受載荷、速度（沖擊）、工作溫度、腐蝕；

（二）模具的失效因素：磨損、腐蝕、斷裂、塑性變形。

（三）模具所加工的產(chǎn)品：產(chǎn)品批量大小、產(chǎn)品質(zhì)量要求、產(chǎn)品材質(zhì)；

（四）模具結(jié)構(gòu)：模具大小、模具形狀、模具的不同組件（不同部位）、模具制造工藝、模具設(shè)計。

12.冷作模具的種類很多，包括沖裁模、冷擠壓模、冷鐓模、拉伸模等。各類冷作模具的特點：(一)沖裁模：沖裁模主要用于各種板料的沖切成形，按其功能不同可分為落料模、沖孔模、切邊模等。1.工作條件：沖裁模的工作部位是刃口。沖裁時，刃口部受到彎曲和剪切力的作用，還要受到?jīng)_擊。同時，板料與刃口部位產(chǎn)生強烈的摩擦。2.失效形式：沖裁模的正常失效形式主要是磨損，刃口由鋒利變圓鈍。有時會因熱處理不當?shù)仍斐杀廊泻屯鼓Ｕ蹟嗟确钦ＪА?．性能要求：依據(jù)上述分析，沖裁模的主要性能要求是高的硬度和耐磨性，足夠的抗壓、抗彎強度和適當?shù)捻g性。

(二)拉拔模及成形模：主要包括拉深模、脹形模、彎曲模和拔管模。利用這些模具可使板材或棒材延伸并壓制成一定形狀的產(chǎn)品。1．工作條件：模具工作時受載較輕，但模具表面受到強烈的摩擦。凹模主要受到徑向張力的作用，凸模主要承受軸向壓縮力和摩擦力的作用。2．失效形式：成形模具的主要失效形式是磨損，而拉拔模除了嚴重磨損外，在溫度和壓力作用下，還會產(chǎn)生“粘附”（咬合）。3．性能要求：對拉拔模的主要性能要求是高的耐磨性、硬度及良好的抗咬合性。對成形模的耐磨性、硬度要求稍低，但要求較高的韌性。

（三）、冷鐓模：冷鐓模是在沖擊作用下使金屬棒料在模具型腔內(nèi)冷變形成形的模具。主要用于緊固件、滾動軸承、滾子鏈條、汽車零件的成形。1．工作條件：冷鐓模具工作條件差，受到強烈沖擊，室溫下，材料變形抗力大。凸模承受巨大沖擊壓應(yīng)力，且沖擊頻率很高。凹模的型腔表面和凸模的工作表面還受到劇烈的沖擊性摩擦。2．失效形式：冷鐓模的主要失效形式是：凸模鐓粗、局部變形或折斷；凹模開裂，模口脹大等。3．性能要求：凸模、凹模均要求有足夠的硬度、強度和韌性。一般凸模要求硬度為60-62HRC，凹模要求硬度為58-60HRC。

（四）、冷擠壓模：冷擠壓是使金屬在強大的近于靜擠壓力的產(chǎn)生塑性變形而形成制品或零件。1.工作條件：金屬的冷擠壓成形，受到強烈的三向壓應(yīng)力的作用，變形抗力大。模具不僅受到強大的擠壓力作用，而且還受到坯料塑變流動的劇烈摩擦，冷擠壓時產(chǎn)生較大的溫升。2.失效形式：冷擠壓凸模的失效形式主要是斷裂、塑性變形及磨損；凹模的主要失效形式是脹裂及磨損。3．性能要求：冷擠壓模必須具有高的強韌性，良好的耐磨性。一般凸模要求硬度為60-64HRC，凹模要求硬度為58-62HRC。由于冷擠壓時產(chǎn)生較大的溫升，所以還應(yīng)具有一定的冷熱疲勞抗力和熱硬性。冷作模具鋼的性能要求 ：冷作模具正常的失效形式是磨損。常會因變形(包括彎曲、鐓粗、塌陷、?？酌洿蟮?、崩刃、開裂而出現(xiàn)早期失效。冷作模具用鋼應(yīng)該具有高強度、高硬度、高耐磨性和足夠的韌性。一般凸模要求硬度為50-60HRC。冷作模具鋼的成分特點：冷作模具鋼通常以高碳為主，以滿足高強度、高硬度、高耐磨性要求，為了提高淬透性和耐磨性，適當添加一些碳化物形成元素Cr、Mo、W、V 等。

13.冷作模具用鋼按化學(xué)成分分類，可以分為碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻和高碳中鉻鋼及高速鋼。碳素工具鋼：常用鋼種有T7A、T8A、T10A、T12A等.主要優(yōu)點：（1）成本低：價格便宜，來源方便。（2）加工性能好：與其他冷作模具鋼相比，鍛造工藝性較好，易退火軟化，便于加工制成模具。（3）熱處理后有較高的硬度和一定的耐磨性。主要缺點：(1)淬透性低：模具截面尺寸大于15 mm，水冷也不能淬透。屬低淬透性冷作模具鋼。(2)熱硬性、耐磨性差，淬火變形大，易產(chǎn)生淬火裂紋，使用壽命低。用途：因此碳素工具鋼只適合制造一些尺寸小、形狀簡單、輕負荷的模具。

14.（1）9Mn2V鋼：主要性能特點：9Mn2V鋼的主要化學(xué)成分是：C：0.85-0.95%，Mn：1.70-2.00%。碳含量高是為了保證鋼經(jīng)熱處理后具有高硬度、高耐磨性；錳是為了提高鋼的淬透性。由于錳含量高易引起鋼的過熱，因而同時加入少量的釩，以細化晶粒，克服錳的過熱傾向。淬透性低，油淬時臨界淬透直徑為40mm。熱加工工藝：1.鍛造：始鍛溫度為1130-1160C，終鍛溫度為800-850C，空冷至650-700C轉(zhuǎn)入爐灰中冷卻。2.退火： 加熱溫度為750-770C，保溫3-5h；等溫溫度為650-700C，保溫4-6h。3.淬火： 淬火溫度為780-840C，為了獲得優(yōu)良的強韌性，宜采用800C淬火；若希望工件獲得最大的淬硬層深度時，則可選取820-840C淬火，淬火硬度為62-63HRC。采用油冷，形狀復(fù)雜的模具可用熱油冷卻或硝鹽浴分級淬火。4.回火：回火溫度在160-180c，空冷?；鼗鹩捕葹?0-62HRC?；鼗饻囟葹?00-300C范圍產(chǎn)生回火脆性。應(yīng)用：用于制造冷沖模、彎曲模、落料模等。用它代替T10A鋼，不僅可以減小熱處理變形，還可大大提高模具壽命。對于中小模具，該鋼還可以代替CrWMn鋼。

（2）CrWMn鋼：主要性能特點：由于同時含有W和Mn，CrWMn鋼具有高的淬透性。生產(chǎn)中，模具尺寸在Φ40－５0mm以下時，在油中即可淬透。又由于含有W，在淬火及低溫回火狀態(tài)下含有較多的鎢的碳化物，硬度高，耐磨性良好。W還能細化晶粒，改善鋼的韌性并減小過熱敏感性。熱加工工藝：1.鍛造：加熱溫度為1100-1150C，始鍛溫度為1050-1100C，終鍛溫度為800-850C。鍛后應(yīng)采用空氣吹冷，以防止形成網(wǎng)狀碳化物，尤其是大規(guī)格的鋼材。2.退火和正火：加熱溫度為790-830C，等溫溫度為700-720C，退火后的組織比較均勻，退火后的硬度為207-255HBS。如果鍛造質(zhì)量不高，出現(xiàn)嚴重網(wǎng)狀碳化物或粗大晶粒時，必須在球化退火之前進行一次正火，正火加熱溫度930-950C，然后空冷。3.淬火和回火：淬火溫度為820-840C，油冷，硬度為63-65HRC。模具要求韌性較高而硬度要求不低于55HRC時，可采用下貝氏體等溫淬火?；鼗饻囟纫话銥?60-200C，為了克服回火脆性，應(yīng)盡量避免在300C附近回火。應(yīng)用： CrWMn 鋼的淬透性、淬硬性、強韌性、耐磨性及熱處理變形傾向均優(yōu)于碳素工具鋼，主要用于制造要求變形小、形狀復(fù)雜的輕載沖裁模，輕載拉深、彎曲、翻邊模。Cr12型鋼模具的制造及熱加工工藝過程:鍛造---退火---粗加工---預(yù)調(diào)質(zhì)處理或去應(yīng)力處理---精加工----最終熱處理（淬火+回火）。1）鍛造：Cr12型鋼的導(dǎo)熱性差，塑性低，變形抗力大，鍛造溫度范圍窄，組織缺陷嚴重，所以鍛造性能差。合理的鍛造工藝是：預(yù)熱溫度為750—850C，加熱溫度為1100-1150C，始鍛溫1050-1150C，終鍛溫度為850-900C，鍛后緩冷。Cr12型鋼為萊氏體鋼,鑄態(tài)組織中有魚骨狀共晶碳化物。鍛造時，堅持多向、多次鐓拔，才能保證擊碎碳化物。鍛后應(yīng)及時退火。2）退火：Cr12型鋼一般采用等溫球化退火工藝，加熱溫度為850-870C，保溫3-4h。等溫溫度為720-750C，保溫6-8h。退火后的硬度為207-255HBS。退火后組織為索氏體+粒狀合金碳化物，降低硬度，提高切削性能。3）預(yù)調(diào)質(zhì)處理：為了降低粗加工造成的應(yīng)力以及在淬火之前獲得比較均勻的碳化物分布，淬火前要進行預(yù)調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）。4）淬火及回火：兩種工藝：（1）低溫淬火+低溫回火（一次硬化處理）淬火溫度：Cr12MoV鋼：1020-1050℃；

Cr12鋼：970-990℃； 回火溫度： 160-180℃?？杀３旨毜膴W氏體晶粒，具有高硬度、耐磨性和高韌性.（2）高溫淬火+多次高溫回火（二次硬化處理），達到二次硬化目的。Cr12鋼因含合金元素量較低，只采用一次硬化處理。Cr12MoV的淬火溫度為1100-1150℃，回火溫度為500-540℃，多次回火。經(jīng)這種方法處理后可使其鋼獲得高耐磨性、熱硬性，但韌性較差。15.Cr12與Cr12MoV的性能比較：Cr12型鋼是應(yīng)用最廣、數(shù)量最大的冷作模具鋼。Cr12型鋼中的主要碳化物是M7C3型。因Cr12鋼碳含量高達1.3～2.3％，碳化物不均勻性嚴重，脆性大，用于制造模具易產(chǎn)生崩刃和脆斷。只適用于制造沖擊負荷小、耐磨性要求高的模具；Cr12MoV的含碳量比Cr12少，并加入了Mo、V，改善了碳化物不均勻性，提高了韌性。鉬和釩還能細化晶粒，改善韌性。所以，Cr12MoV鋼的脆斷傾向較小，廣泛用于制造大截面、形狀復(fù)雜的重載冷作模具，如切邊模、落料模、滾邊模、拉絲模等。

16.模具材料的選材依據(jù)：1.按模具大小考慮選材；2.按模具形狀和受力考慮選材；3.按模具性能要求考慮選材；4.按模具壓制產(chǎn)品的批量考慮選材；5.按模具用途考慮選材.17.熱作模具的分類:根據(jù)加工形式，熱作模具可分為熱沖切模（切邊模、熱切料模）、熱變形模（錘鍛模、高速錘鍛模、壓力機鍛模、熱擠壓模）和壓鑄模（鋁合金壓鑄模、銅合金壓鑄模、黑色金屬壓鑄模等）。根據(jù)加工材料，熱作模具可分為加工黑色金屬的模具、加工有色金屬的模具、塑料模具等。

18.熱擠壓模：（1）工作條件：熱擠壓模主要承受壓縮力和彎曲應(yīng)力，脫模時還承受一定的拉應(yīng)力，但沖擊力不大。模具與熾熱金屬接觸時間比錘鍛模長，使其受熱溫度比錘鍛模溫度更高，尤其是擠壓鋼件和難熔金屬時，工作溫度高達600-800C。擠壓過程中模具表面與坯料之間的摩擦較大。2）失效形式：熱擠壓模的主要失效形式是模腔過量塑性變形、開裂、冷熱疲勞、熱磨損及表面氧化腐蝕。（3）性能要求：熱擠壓模的尺寸一般比錘鍛模小。因此，對熱擠壓模的性能要求主要有：a.高的熱穩(wěn)定性；b.良好的冷熱疲勞抗力和高耐磨性；c.較高的高溫強度和足夠的韌性。

19.熱沖切模：熱沖切模由切邊凹模和凸模組成。在切邊時凸模無刃口，只起傳力作用，由凹模切除飛邊、連皮。

（1）工作條件：由于是切邊凹模完成剪切過程，因而凹模刃口與毛坯相摩擦，同時受到一定的沖擊載荷。此外，刃口還受熱而升溫。（2）主要失效形式：刃口磨損、崩刃、卷邊等。（3）性能要求：a.具有高的耐磨性，高的硬度及熱硬性；b.為避免崩刃，應(yīng)具有一定的強韌性；c.具有良好的工藝性。

20.壓鑄模:是在高壓下使液態(tài)金屬壓鑄成型的一種模具。（1）工作條件:壓鑄模工作時與高溫的液態(tài)金屬接觸，不僅受熱時間長，而且受熱溫度比熱鍛模高（壓鑄有色金屬時的溫度達400-800C以上，壓鑄黑色金屬時的溫度可達1000C），同時承受很高的壓力，此外還受到反復(fù)加熱和冷卻的作用以及金屬液流的高速沖刷。（2）失效形式：疲勞開裂（龜裂）、氣蝕、沖蝕磨損。低溫合金的壓鑄以磨損失效為主。（3）性能要求:a.較高的耐熱性和良好的高溫力學(xué)性能；b.優(yōu)良的耐冷熱疲勞性和高的導(dǎo)熱性；c.良好的抗氧化性和耐蝕性；d.具有較高的淬透性。21.熱作模具鋼的分類:按照模具鋼的工作溫度及性能分：低耐熱高韌性鋼、中耐熱韌性鋼、高耐熱性鋼、特殊用途模具鋼。

1).低耐熱高韌性鋼:常用鋼種有：5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等。2).中耐熱韌性鋼:鋼種有：4Cr5MoSiV(H11),4Cr5W2SiV（H12）, 4Cr5MoSiV1（H13）,4Cr4MoWSiV等。3).高耐熱韌性鋼:典型鋼種主要有：3Cr2W8V、4Cr3Mo3W2V，5Cr4Mo2W2VSi，5Cr4W5Mo2V。3Cr2W8V的性能特點：3Cr2W8V用于熱作模具已有70年歷史，至今仍廣泛使用，是我國產(chǎn)量最大的模具鋼之一。用于壓鑄模、熱擠壓模、精鍛模、有色金屬成型模等。鋼中的碳和合金元素Cr、W、V的含量正好是高速鋼W18Cr4V的一半，故稱“半高速鋼”。高的W、V提高鋼的熱穩(wěn)定性和耐磨性；較低的含碳量可保證一定的熱疲勞抗力及塑性和韌性； Cr增加了鋼的淬透性，80mm以下可以淬透。因大量合金元素的作用，合金的共析點左移，屬過共析鋼，組織為萊氏體，韌性較差。因為低碳，3Cr2W8V鋼鍛造性能較好。鍛后進行球化退火。一般3Cr2W8V模具的淬火加熱溫度應(yīng)在1050-1100℃范圍內(nèi)選取，以保證回火后塑性、韌性無明顯降低。3Cr2W8V鋼模具的回火溫度可依照具體情況在560-630℃之間選擇。因為大量鎢和釩的作用，3Cr2W8V在回火時有明顯的二次硬化效應(yīng)，回火硬度的峰值在550℃左右出現(xiàn)?；鼗饻囟壬?00℃以后，硬度很快下降。3Cr2W8V鋼在使用溫度不超過650℃時。在650℃以上使用時，鋼的強度硬度迅速下降，導(dǎo)致模具軟化變形。此外，3Cr2W8V鋼高溫時的塑性、沖擊韌度和熱疲勞抗力也比較低。

22.塑料模具的類型:可分為：滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼（預(yù)硬型鋼）、冷作模具鋼、耐蝕鋼、馬氏體時效鋼。1)、滲碳鋼:鋼號：

10、20鋼、20Cr、12CrNi2、12CrNi3、12CrNi4、20Cr2Ni4等。特點：碳含量低，為0.1-0.2%。退火態(tài)硬度低，成形性好、切削性好。滲碳+淬火回火，表面硬度高、耐磨性好；心部韌性好。應(yīng)用：主要用于冷擠壓成形的塑料模。2)、調(diào)質(zhì)鋼（預(yù)硬型塑料模具用鋼）:鋼號：碳素調(diào)質(zhì)鋼（如45、50、55）、合金調(diào)質(zhì)鋼（如40Cr、4Cr3MoSiV）等。應(yīng)用：調(diào)質(zhì)處理后硬度30-40HRC。主要用于制造型腔復(fù)雜、精密的大、中型模具。3)、冷作模具鋼（淬硬型塑料模具用鋼）:鋼號：碳素工具鋼（如T7A、T10A）、低合金冷作模具鋼（如9SiCr、9Mn2V、CrWMn鋼等）、Cr12型鋼、高速鋼、基體鋼和某些熱作模具鋼等。應(yīng)用：最終熱處理一般是淬火和低溫回火，熱處理后的硬度通常在以上45-50HRC以上。主要用于負荷較大的熱固性塑料模和注射模。4)、耐蝕鋼:鋼號：9Cr18、Cr18MoV、4Cr13，屬高碳高鉻耐蝕鋼。主要由于抗腐蝕介質(zhì)下使用。5)、馬氏體時效鋼:鋼號：18Ni、25CrNi3MoAl。應(yīng)用：該類型鋼具有高強度、高韌性、淬火變形小等特點。主要用于制造高耐磨、高精度、型腔復(fù)雜的模具。

23.塑料模具的工作條件:分為熱固性塑料模具;熱塑性塑料模具.使用性能要求: 1)較高的硬度，好的耐磨性。型面硬度要求30-60HRC。2）一定的抗熱性，可在150-250C長期工作。3）有一定耐蝕性。工藝性能要求: 1）熱處理變形小，足夠的淬透性。2）有優(yōu)良的拋光、耐磨性，可鏡面拋光。3）對切削成型模具，要求切削加工性能好。4）對冷成型塑料模，要求好的塑性加工性能，退火硬度低，塑性好，變形抗力低、冷作硬化弱。5）良好的焊接性、鍛造性等。塑料模具的類型:

按生產(chǎn)方式可分為：注射成型、擠出成型、壓延成型、壓制成型。按模具的加工方法分：切削加工成型模具鋼；冷壓成型模具鋼。

★★粘著磨損的機理：實際接觸面積是表觀面積的0.01~0.1%，表面壓力大，瞬時溫度高，潤滑油膜、吸附膜或其他膜都將發(fā)生破裂，使接觸峰頂產(chǎn)生粘著，隨后，在滑動中粘著點又被破壞，就形成粘著——破壞——再粘著的交替過程。

影響粘著磨損的因素：①表面壓力：T1（接觸壓應(yīng)力小于材料硬度的1/3），磨損主要是通過氧化碎屑的脫落而產(chǎn)生的，屬于輕微氧化磨損區(qū)；T1與T2之間為嚴重磨損區(qū)，磨屑尺寸增大，加厚，且多為金屬屑；當載荷繼續(xù)增大超過T2后，表面內(nèi)摩擦增大而溫度很高，可能發(fā)生相變，并形成白層，形成不易破碎的氧化膜，因而耐磨。② 材料性質(zhì)：脆性材料比塑性材料粘著傾向小。塑性材料接點的斷裂常發(fā)生在離表面較深處，磨損下來的顆粒較大；而脆性材料接點破壞處離表面較淺，磨屑呈細片狀。③ 材料硬度：模具材料和工件材料的硬度相差越大，磨損越??；反之，磨損越大。提高耐粘著磨損性能的措施：① 合理選用模具材料：選與工件互溶性小的材料，減小親合力，降低粘結(jié)的可能性。② 合理選用潤滑劑和添加劑：潤滑油膜一方面可防止金屬表面直接接觸，另一方面可減小摩擦，成倍提高抗粘著磨損的能力。③ 采用表面處理：采用表面處理改變摩擦表面金屬組織結(jié)構(gòu)，避免同類金屬表面接觸。

★★★冷擠壓模：冷擠壓是使金屬在強大的近于靜擠壓力的產(chǎn)生塑性變形而形成制品或零件。1.工作條件：金屬的冷擠壓成形，受到強烈的三向壓應(yīng)力的作用，變形抗力大。模具不僅受到強大的擠壓力作用，而且還受到坯料塑變流動的劇烈摩擦，冷擠壓時產(chǎn)生較大的溫升。2.失效形式：冷擠壓凸模的失效形式主要是斷裂、塑性變形及磨損；凹模的主要失效形式是脹裂及磨損。3．性能要求：冷擠壓模必須具有高的強韌性，良好的耐磨性。一般凸模要求硬度為60-64HRC，凹模要求硬度為58-62HRC。由于冷擠壓時產(chǎn)生較大的溫升，所以還應(yīng)具有一定的冷熱疲勞抗力和熱硬性。

★★★冷擠壓模具工作零件對材料有何特殊要求？

答：在冷擠壓過程中，需要承受外套的預(yù)壓應(yīng)力和擠壓過程中的拉應(yīng)力，凸模則承受巨大的壓應(yīng)力。工件在變形過程中所產(chǎn)生的熱量也部分地被模具吸收，所以模具材料還需要具有一定地高溫硬度和熱穩(wěn)定性。另外，模具表面往往回產(chǎn)生磨損和擠傷，從而造成模具零件尺寸和形狀的變化，并且使模具零件表面粗糙度增大，使模具失效?！铩铩餆釘D壓模：（1）工作條件：熱擠壓模主要承受壓縮力和彎曲應(yīng)力，脫模時還承受一定的拉應(yīng)力，但沖擊力不大。模具與熾熱金屬接觸時間比錘鍛模長，使其受熱溫度比錘鍛模溫度更高，尤其是擠壓鋼件和難熔金屬時，工作溫度高達600-800C。擠壓過程中模具表面與坯料之間的摩擦較大。2）失效形式：熱擠壓模的主要失效形式是模腔過量塑性變形、開裂、冷熱疲勞、熱磨損及表面氧化腐蝕。（3）性能要求：熱擠壓模的尺寸一般比錘鍛模小。因此，對熱擠壓模的性能要求主要有：a.高的熱穩(wěn)定性；b.良好的冷熱疲勞抗力和高耐磨性；c.較高的高溫強度和足夠的韌性。

★★★熱沖切模：熱沖切模由切邊凹模和凸模組成。在切邊時凸模無刃口，只起傳力作用，由凹模切除飛邊、連皮。

（1）工作條件：由于是切邊凹模完成剪切過程，因而凹模刃口與毛坯相摩擦，同時受到一定的沖擊載荷。此外，刃口還受熱而升溫。（2）主要失效形式：刃口磨損、崩刃、卷邊等。（3）性能要求：a.具有高的耐磨性，高的硬度及熱硬性；b.為避免崩刃，應(yīng)具有一定的強韌性；c.具有良好的工藝性。

★★★壓鑄模:是在高壓下使液態(tài)金屬壓鑄成型的一種模具。（1）工作條件:壓鑄模工作時與高溫的液態(tài)金屬接觸，不僅受熱時間長，而且受熱溫度比熱鍛模高（壓鑄有色金屬時的溫度達400-800C以上，壓鑄黑色金屬時的溫度可達1000C），同時承受很高的壓力，此外還受到反復(fù)加熱和冷卻的作用以及金屬液流的高速沖刷。（2）失效形式：疲勞開裂（龜裂）、氣蝕、沖蝕磨損。低溫合金的壓鑄以磨損失效為主。（3）性能要求:a.較高的耐熱性和良好的高溫力學(xué)性能；b.優(yōu)良的耐冷熱疲勞性和高的導(dǎo)熱性；c.良好的抗氧化性和耐蝕性；d.具有較高的淬透性?！铩铩锖喪隼錄_模材料選用的一般原則。

答：①模具承受沖擊負荷大時，應(yīng)以韌性為主。②模具迫使金屬沿型腔塑性流動的作用力大（即坯料變形抗力大）時，應(yīng)以硬度和耐磨性為主；作用力小時，應(yīng)以強度為主，并適當考慮韌性和耐磨性。③模具型腔復(fù)雜時，應(yīng)以韌性和尺寸精度為主。④模具尺寸大時，應(yīng)以整體強度、剛度和尺寸精度為主。⑤模具加工批量大時，應(yīng)以硬度和耐磨性為主。

★★★擬定壓鑄模模的制造工藝路線：壓鑄模的制造工藝路線為：一般壓鑄模： 鍛造 → 退火→

機械粗加工→穩(wěn)定化處理→ 精加工成形→淬、回火 →鉗修 →發(fā)藍。形狀復(fù)雜。精度要求高的壓鑄模：鍛造 → 退火→

機械粗加工→調(diào)質(zhì)→ 精加工成形→鉗修→滲氮（或軟氮化）→研磨拋光。

★★★模具的主要失效形式包括哪幾種？模具失效分析的意義是什么？

模具的主要失效形式包括斷裂、過量變形、表面損傷和冷熱疲勞。失效分析的意義在于其結(jié)果能幫助：①正確選擇模具材料；②合理制定模具制造工藝；③優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計；④為模具新材料的研制和新工藝的開發(fā)等提供有指導(dǎo)意義的數(shù)據(jù)；⑤可預(yù)測模具在特定使用條件下的壽命。

★★★影響模具壽命的主要因素有哪些？

①模具結(jié)構(gòu)設(shè)計；②模具制造質(zhì)量；③模具材料；④模具的熱處理質(zhì)量與表面強化；⑤模具的使用。

★★★塑料模具材料的工藝性能要求有哪些？

①鍛造性能；②機械加工性能；③焊接性能；④熱處理工藝性能；⑤鏡面拋光性能；⑥電加工性能；⑦飾紋加工性能。

★★★塑料模具鋼——一：1塑料模具的失效分析：（1）磨損失效（2）塑性變形失效（3）斷裂失效

2塑料模具鋼性能要求：（1）較高的硬度好的耐磨性（2）一定的抗熱性（3）對有腐蝕介質(zhì)析出時要有一定耐蝕性

3塑料模具鋼的分類及特點：按生產(chǎn)方式分：注射成型模、擠出成型模、壓延成型模、壓制成型模（前三類屬于熱塑性塑料模。最后一類屬于熱固定性塑料模）按加工方法分：切削加工成型模、冷壓成型塑料模

4切削成型料模用鋼的要求：：（1）經(jīng)淬火及250度以上回火后且有足夠的強度韌性、耐熱、耐磨、抗蝕（2）切削加工性：模塊退火后硬度一般不超過227HBS為宜，且基體組織細密、均勻、夾雜物少，在硬化狀態(tài)下易于拋光成鏡面。（3）鍛造工藝性能：可鍛溫度范圍寬，塑性好對鍛后冷卻速度不敏感，冷裂傾向及析出網(wǎng)狀及帶狀碳化物的傾向輕微。（4）熱處理工藝性能要求：有足夠的淬透性（5）大，中型復(fù)雜型模具用鋼應(yīng)具備高的強韌性、淬火操作完全可靠，可以預(yù)硬化后加工成形，可以表面強化。5冷壓成型塑料模用剛的要求：（1）退火狀態(tài)塑性高，變形抗力低。（2）淬火后變形抗力高（3）含碳量不宜過多、以低碳鋼（滲碳鋼）為主。

第三篇：沖壓模具的失效形式分析與思考

摘 要：本文簡單介紹了沖壓模具失效的幾種形式，并針對每種失效形式產(chǎn)生 的原因進行了具體分析，提出了相應(yīng)的預(yù)防及解決措施。

關(guān)鍵詞：沖壓模具；失效形式；分析；措施

前言

隨著我國現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中起到了越來越廣泛的應(yīng)用。沖壓模具質(zhì)量的好壞直接決定了所沖產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。然而，沖壓模具在使用過程中，常常出現(xiàn)各種形式的失效情況，應(yīng)對這些失效，往往需要耗費一定的時間、人力、物力以及財力資源，嚴重影響到了工業(yè)生產(chǎn)的進度，不利于企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。因此，如何有效地預(yù)防沖壓模具的失效，最大限度的提高其使用壽命，是很多企業(yè)共同面臨的一個技術(shù)難題。只有對沖壓模具的失效形式做出正確分析，歸屬其失效類型，才能精準地找出其失效的原因，采取相應(yīng)的技術(shù)措施對其修復(fù)或預(yù)防，延長其使用壽命。

沖壓模具失效形式概述

2.1 沖壓模具失效的涵義

沖壓模具在使用過程中，因各種原因如結(jié)構(gòu)形狀、尺寸的變化以及零部件組織與性能的變化等，使得沖壓模具沖不出合格的沖壓件，同時也無法再修復(fù)的情形就叫做沖壓模具的失效。鑒定模具是否失效的判據(jù)有三種：一是模具已經(jīng)完全喪失工作能力；二是模具雖然可以工作，但無法完成設(shè)定的功能；三是模具因結(jié)構(gòu)受到嚴重損害，使用時存在安全隱患。

2.2 沖壓模具失效的形式

沖壓模具在使用過程中，因模具本身類型、結(jié)構(gòu)、材料的不同以及實際工作條件的不同，會表現(xiàn)出不同的失效形式，主要可分為以下四種。

（1）磨損失效。沖壓模具在正常工作過程中，往往會與加工的成形坯料直接接觸，二者之間因相對運動而產(chǎn)生摩擦，造成沖壓模具表面磨損。當磨損程度達到一定限度時，模具表面失去原來的狀態(tài)，使之無法沖出合格的沖壓件，這就是磨損失效。磨損在任何機械的使用過程中是不可避免的，因此是一種正常的失效形式，也是沖壓模具失效形式中最為主要的一種。根據(jù)磨損機理，可將磨損失效細分為四種：①磨粒磨損失效。當坯料與模具接觸的表面間存在硬質(zhì)顆粒，亦或坯料加工前未打磨完全，其表面存在堅硬的突出物時，會摩擦并刮劃模具的表面，嚴重時就會使模具表面材料脫落，造成磨粒磨損失效。②黏著磨損失效。沖壓模具作用于坯料時，彼此之間存在相互作用力，有時黏著部分會因受力不均而發(fā)生斷裂，造成模具表面物質(zhì)脫落或轉(zhuǎn)移，這種失效形式就是黏著磨損失效。③疲勞磨損失效。模具的有些部位經(jīng)過長時間的使用，在與坯料摩擦力的循環(huán)作用下，難免會產(chǎn)生一些細小的裂紋，隨著使用時間的推移，細紋逐漸加深，加深到一定尺度時，造成模具表面物質(zhì)發(fā)生脫落，甚至模具因承載力不足而斷裂。④腐蝕磨損失效。沖壓模具在使用過程中，模具表面物質(zhì)很容易與周圍介質(zhì)（如空氣、水等）發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕，加上摩擦力的作用，時間久了，就會造成模具表面物質(zhì)侵蝕變質(zhì)，發(fā)生脫落。

實際上，磨具與坯料作用時，磨具表面受到的磨損是極其復(fù)雜并且難以預(yù)測的，不可能僅僅只受某種磨損方式的影響，因此，實際生產(chǎn)加工中反映出來的磨損失效形式可能是多種形式相互作用的結(jié)果。

（2）斷裂失效。所謂的斷裂失效是指沖壓模具因產(chǎn)生較大裂紋或者斷裂為兩部分（數(shù)部分）。斷裂可分為兩種：早期斷裂（一次性斷裂）以及疲勞斷裂。早期斷裂指的是沖壓模具表面受到?jīng)_擊載荷的壓力過大，超出其負荷能力，造成迅速斷裂。相反，造成疲勞斷裂的應(yīng)力通常較低，在模具的承受范圍之內(nèi)，但由于這種應(yīng)力的頻繁作用，細小裂紋開始逐漸擴展，最后引發(fā)斷裂。

（3）變形失效。沖壓模具在工作過程當中，若是零件所受到的應(yīng)力超出其彎曲極限，就會發(fā)生塑性變形。當塑性形變形達到一定程度時，會造成模具內(nèi)零件的尺寸和形狀發(fā)生顯著變化，模具無法再正常使用，也就是變形失效。變形失效的外表現(xiàn)為彎曲、塌陷、鐓粗等。

（4）啃傷失效。沖壓模具因一些客觀原因致使其凸、凹?；ハ嗫腥?，造成沖壓模具崩裂。

3失效原因及措施

沖壓模具失效后，應(yīng)及時對其進行檢查分析，找準失效的原因，并對癥下藥，采取相應(yīng)的解決措施，延長沖壓模具的使用壽命，提高其經(jīng)濟效益。以下分析了造成以上幾種失效形式的主要原因，并針對每種失效形式提出了相應(yīng)的改善措施。

3.1 磨損失效的原因及措施

造成沖壓模具因過度磨損而失效的原因很多，歸結(jié)起來可以從三方面來考慮：一是沖壓模具本身的原因，如模具自身的耐磨性能不好；其工作零件的硬度太低；模架的精度偏低等。二是被沖材料的原因，包括坯料硬度太大，對模具表面產(chǎn)生過的摩擦力；被沖材料表面發(fā)生氧化作用，造成摩擦力增大等。三是其他因素的影響。如所添加潤滑劑潤滑效果不好等。

針對以上原因造成的磨損失效，可以從以下幾個方面加以改善：

（1）選擇合適的模具材料。模具材料的選擇會因模具用途的不同、生產(chǎn)沖壓件的數(shù)量不同而有所差異。表1給出的是不同用途的模具對材料的選擇。

表1 不同用途的模具對材料的選擇

模具用途 生產(chǎn)量 使用模具材料

生產(chǎn)低薄板以及有色金屬 小批量 t10a或t8a等較為低廉的碳素工具鋼

生產(chǎn)厚度≤2nm的鋼材 小批量 9gcr15、9mn2v、9sicr等合金工具鋼

生產(chǎn)厚度≥2nm的鋼材 大批量 gr12mov、gr12工具鋼以及集體鋼、高速鋼、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等

（2）對沖壓模具表面進行強化處理?？梢栽诩訜岽慊鹨郧?，向模具表面進行滲雜處理，包括滲硼、滲碳、滲硫、滲氮或碳氮共滲，或在淬火后采用離子滲氮或者氣體軟氮化的技術(shù)對磨具表面進行改性處理，以此來提高沖壓模具刃口的各種性能，比如耐熱性、耐磨性、抗腐蝕性等。通過對沖壓模具表面進行化學(xué)或物理氣相沉淀、電火花強化以及激光強化等工藝技術(shù)處理，可以大大提高模具表面的硬度，獲得更好的耐磨性質(zhì)及抗腐蝕、抗粘黏性質(zhì)，從而很大程度地改善磨具的整體性能，極大地提高模具的使用壽命。

除以上措施外，還應(yīng)該對模具表面適時進行潤滑處理，減小模具與被沖器件的摩擦；時刻關(guān)注生產(chǎn)中容易發(fā)熱的部位，并采取必要的冷卻措施；生產(chǎn)加工前，應(yīng)認真檢查坯料的狀態(tài)，對表面不良的坯料應(yīng)進行及時清理或其他預(yù)先處理；調(diào)整模具凸凹模的合理間隙。

3.2 斷裂失效的原因及措施

造成斷裂失效的原因主要有兩種：一種是過載斷裂，另一種是擴展斷裂。

當凸凹模同軸度相差較大，間隙分布不均勻，模架精度偏低時，會造成凸模在沖壓過程中因受到過大的側(cè)向力而發(fā)生斷裂；凸模表面各個截面的過渡部位圓角過于尖銳，產(chǎn)生高于平均應(yīng)力十倍之上的集中應(yīng)力，造成模具承載后發(fā)生斷裂。對于這種因過載而產(chǎn)生的斷裂失效，可采取以下措施加以解決：

（1）改進設(shè)計結(jié)構(gòu)。對于沖孔直徑在2.5mm以下，斷面積在52mm2，長度在12.5mm以上的異型孔凸模，應(yīng)對桿部進行適當加粗處理，可用導(dǎo)向圈等工具進行加固，加大圓角半徑，確保凸模各部位的過渡平滑，同時可采用其他結(jié)構(gòu)如鑲拼或預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)來減少模具應(yīng)力集中的情況。

（2）在沖壓模具設(shè)計過程中，應(yīng)對模具強度進行校核，然后選擇高一級強度的模具材料，確保模具具有足夠的承載力；對熱處理件要進行抽樣檢查，確保其強度，韌性符合標準。

沖壓模具在生產(chǎn)工作中，造成模具擴展斷裂的裂紋有很多種，包括淬火裂紋、回火裂紋、磨削裂紋、自發(fā)裂紋、脫碳裂紋、電加工裂紋等。針對不同的裂紋有不同的預(yù)防措施。

對于淬火裂紋的預(yù)防，主要是要對零件的形狀進行合理設(shè)計。要將壁厚設(shè)計得盡可能相等，壁厚相差較遠的兩部分不能設(shè)計成一體，采用鑲拼結(jié)構(gòu)時應(yīng)確保各模塊強度盡量一致；轉(zhuǎn)角部分圓角應(yīng)該有較大的半徑，杜絕尖角的情況；對于熱處理工藝，應(yīng)根據(jù)制件的實際情況包括其形狀、大小以及材質(zhì)等，選擇適宜的工藝。

對于回火裂紋的預(yù)防，應(yīng)做到零件在加熱至300℃以前，采取緩慢加熱的方式進行，不能加熱過急，否則會因熱應(yīng)力過大而造成開裂；回火時也不能急劇冷卻，應(yīng)進行空冷處理，因為急冷會產(chǎn)生馬氏體相變應(yīng)力，造成開裂。

對于自發(fā)裂紋的預(yù)防，采用的措施是：淬火后馬上進行回火，若是在常溫下放置時間過長，零件會因受到相變應(yīng)力而造成開裂。通常淬火到回火的間隔時間不能超過3小時，如果因某些原因不能馬上回火，可以先置于100℃介質(zhì)中進行保溫處理，以此來延長間隔時間。

對于磨削裂紋的預(yù)防，若是淬火零件較多，磨削量較大，可以先進行低溫回火（150℃）或中溫回火（300℃）；砂輪整修時，應(yīng)確保砂輪足夠鋒利并且粒度合適，以此來降低磨削熱，減小磨削燒傷。

對于脫碳開裂的預(yù)防，可采取的措施是用真空加熱或保護氣加熱的方法控制加熱溫度，防止工件因受熱溫度過高而發(fā)生開裂。

對于電火花加工裂紋的預(yù)防，應(yīng)在加工過程中，盡量采用較小的電規(guī)準，防止電火花產(chǎn)生的瞬時高溫在淬火件表面產(chǎn)生裂紋；加工后應(yīng)對變質(zhì)表面層進行拋光操作。

3.3 變形失效的原因及措施

造成模具變形失效的原因主要是模具表面的負荷過大。對于這種失效形式，可以從材料選擇或強化處理等方面提高受力部位的強度。

3.4 啃傷失效的原因及措施

造成啃傷失效的原因主要有裝配質(zhì)量不過關(guān)、安裝不當、壓力機的導(dǎo)向精度不高、送料出現(xiàn)誤差等。對啃傷失效可用高導(dǎo)向精度裝置的模具進行生產(chǎn)加工，確保零件位置的精度，減小側(cè)向力，避免凹凸模相互啃傷。

4結(jié)語

沖壓模具失效與其結(jié)構(gòu)、使用材料、工作條件等都有關(guān)系。實際生產(chǎn)中，模具失效是一個普遍又復(fù)雜的綜合性問題，受到很多因素的共同影響。因此，必須根據(jù)具體實際情況，進行具體分析，找出造成模具失效的原因，并采取相應(yīng)行之有效的措施來加以預(yù)防或解決。只有這樣，才能使沖壓模具的使用壽命得到最大限度地延長，經(jīng)濟效益得到顯著增加。

第四篇：壓鑄模具失效形式以及如何提高壽命（共）

壓鑄鋁合金零件失效分析

摘要：本文結(jié)合工廠的壓鑄模具的實際失效情況，總結(jié)分析了壓鑄模的主要失效形式,系統(tǒng)地提出了分析壓鑄模具失效的方法和手段。從工程實用的角度提出了避免早期失效、提高模具壽命的方法。

壓鑄是一種節(jié)能、低價、高效的金屬成形方式。壓鑄件具有尺寸精度高，表面光潔，強度和硬度高的特點，一般不需要機械加工或稍經(jīng)加工便可使用，適合批量生產(chǎn)。但是在使用過程中，由于各種原因壓鑄模容易失效。

關(guān)鍵字:壓鑄模具 失效 提高壽命 1 壓鑄模具常見失效形式

下面結(jié)合工廠實際情況分析了壓鑄模具的失效形式和失效機理。

1.1熱裂

熱裂是模具最常見的失效形式，如圖1所示。熱裂紋通常形成于模具型腔表面或內(nèi)部熱應(yīng)力集中處，當裂紋形成后，應(yīng)力重新分布，裂紋發(fā)展到一定長度時，由于塑性應(yīng)變而產(chǎn)生應(yīng)力松弛使裂紋停止擴展。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋尖端附近出現(xiàn)一些小孔洞并逐漸形成微裂紋，與開始形成的主裂紋合并，裂紋繼續(xù)擴展，最后裂紋間相互連接而導(dǎo)致模具失效。

1.2整體脆斷

整體脆斷是由于偶然的機械過載或熱過載導(dǎo)致模具災(zāi)難性斷裂。材料的塑韌性是與此現(xiàn)象相對應(yīng)的最重要的力學(xué)性能。材料中有嚴重缺陷或操作不當,會引起整體脆斷，如圖2所示。

1.3侵蝕或沖刷

這是由于機械和化學(xué)腐蝕綜合作用的結(jié)果,熔融鋁合金高速射入型腔,造成型腔表面的機械磨蝕。同時,金屬鋁與模具材料生成脆性的鐵鋁化合物,成為熱裂紋新的萌生源。此外,鋁充填到裂紋之中與裂紋壁產(chǎn)生機械作用,并與熱應(yīng)力疊加,加劇裂紋尖端的拉應(yīng)力,從而加快了裂紋的擴展。提高材料的高溫強度和化學(xué)穩(wěn)定性有利于增強材料的抗腐蝕能力。壓鑄模具常見失效分析方法

為了延長模具的使用壽命,節(jié)約成本,提高生產(chǎn)效率,就必須研究模具的失效形式和導(dǎo)致模具失效的原因以及模具失效的內(nèi)部機理。由于壓鑄模具失效的原因比較復(fù)雜,要從模具的設(shè)計、材料選擇、工作狀態(tài)等很多方面來進行分析。圖3為壓鑄模具常見失效分析圖。

圖 3 壓鑄模具常見失效分析方法

2.1裂紋的表面形狀及裂紋擴展形貌分析

失效模具型腔表面主要是沖蝕坑，大小比較均勻，冒口所對部位有明顯的沖蝕坑外，表面明顯具有一定方向的劃痕，劃痕上分布有大小不等的鋁合金塊狀物。由于正對澆口部位直接受金屬液的沖刷，該部位具有明顯的沖刷犁溝，同時可觀察到劃痕間有裂紋。裂紋從裂紋源出發(fā)，并向西周擴展。裂紋內(nèi)有大量的夾雜物，裂紋邊緣有二次裂紋。由于模具使用時間短，一般部位表面主要是沖蝕坑和焊合，而澆口所對部位主要為液態(tài)金屬沖刷形成的犁溝和熱疲勞裂紋。

由于高溫液態(tài)金屬的沖刷，模具型腔表面首先沖擊坑及犁溝，模具的表面變得凸凹不平，造成局部應(yīng)力遠遠大于名義應(yīng)力，產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，這些部位是裂紋產(chǎn)生的危險部位。另外，分布在模具型腔表面的夾雜物，如氧化物、硫化物等，在熱循環(huán)過程中與基體脫離，直接成為熱疲勞裂紋。一方面夾雜物同集體的彈性模量不同，當熱應(yīng)力及機械力作用時，在其周圍形成應(yīng)力集中;另一方面在冷卻時夾雜物與基體有不同的熱收縮，造成鑲嵌應(yīng)力，兩者疊加的結(jié)果，在夾雜

物周圍產(chǎn)生很大的應(yīng)力場。應(yīng)力集中的結(jié)果使沖擊坑、犁溝及夾雜物成為疲勞裂紋的誘發(fā)核心和擴展優(yōu)取向。

2.2殘余應(yīng)力分析

壓鑄模具的殘余應(yīng)力較為復(fù)雜,主要是在機械加工、電火花加工、熱處理及生產(chǎn)過程中熱沖擊產(chǎn)生的熱應(yīng)力等原因產(chǎn)生。模具使用一定時間后,模具的表面的殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力,裂紋前端無論是平行于裂紋擴展方向還是垂直于裂紋的擴展方向,都受壓應(yīng)力。型腔表面裂紋前端的殘余應(yīng)力大于裂紋沿深度方向裂紋前端的殘余應(yīng)力,模具的型腔表面溫度變化大,產(chǎn)生的熱應(yīng)力的殘余應(yīng)力要大,而且模具投入使用之前的機械加工和熱處理過程中模具表面產(chǎn)生的殘余應(yīng)力要大于模具內(nèi)部。由于液態(tài)金屬的沖刷,澆口所對部位的溫度要高于一般部位,加上沖擊力的作用,澆口所對部位的殘余應(yīng)力大于一般部位.殘余應(yīng)力范圍90MPa-420MPa。

模具型腔表面殘余應(yīng)力的存在對裂紋的擴展有一定的影響,殘余應(yīng)力場中的裂紋擴展研究表明,殘余應(yīng)力可以增加裂紋的閉合程度,減緩裂紋的擴展速率.模具型腔表面形成的殘余應(yīng)力的大小及壓應(yīng)力存在的深度對減弱模具熱疲勞裂紋的萌生和擴展有一定益處。

模具經(jīng)過一定時間使用后,模具表面的殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力,裂紋前端無論是平行于裂紋擴展方向還是垂直與裂紋擴展方向都受壓應(yīng)力。所以在模具的使用過程中隔一段時間要進行清洗和維修。

提高模具壽命的方法

對壓鑄模具失效及提高壓鑄模壽命的研究，無論是從實驗方法還是對模具壽命的估算，都沒有一個統(tǒng)一的標準，使壓鑄模具的使用壽命遇到了一個瓶頸，因此提高模具壽命是工程界一個十分艱巨的任務(wù)。

3.1精心設(shè)計壓鑄件和壓鑄模具

模具的局部開裂、型腔表面磨損以及型壁面交界處的裂紋等失效，往往是由于壓鑄件的工藝設(shè)計不合理所造成的。因此，設(shè)計壓鑄件必須注意以下幾點：

(1)在滿足壓鑄件結(jié)構(gòu)強度的條件下，宜采用薄壁結(jié)構(gòu)，這不僅減輕了壓鑄件的質(zhì)量，而且也減少了模具的熱載荷。

(2)壓鑄件壁厚應(yīng)均勻，避免熱節(jié)，以減少局部熱量集中引起模具過早的熱疲勞失效。

(3)壓鑄件所有轉(zhuǎn)角處，應(yīng)有適當?shù)蔫T造圓角，以避免在模具相應(yīng)部位形成棱角，產(chǎn)生裂紋和塌陷。

(4)壓鑄件上應(yīng)盡量避免深而窄的凹穴，以避免模具相應(yīng)部位出現(xiàn)尖劈，使散熱條件惡化而產(chǎn)生斷裂。

(5)壓鑄件應(yīng)該有合理的脫模斜度，以避免開模抽芯取件時擦傷模具型壁。

3.2保證模具的加工質(zhì)量

模具的加工制造、安裝、裝配的實際精度對模具的壽命有影響，需要引起重視，其中的磨削加工對模具壽命的影響很大，至少會從三個方面對損壞模具壽命：

(1)砂輪不鋒利引起的摩擦使模具表面出現(xiàn)磨銷裂紋。(2)摩擦熱使模具表面軟化，降低了模具抗熱疲勞能力和內(nèi)腐蝕能力。

(3)表面存在磨銷應(yīng)力，降低了模具的抗熱疲勞能力和機械疲勞能力。

3.3選用優(yōu)質(zhì)鋼材

壓鑄模具材料質(zhì)量的提高于改進對其熱疲勞壽命的提高影響極大。其中，氣體中雜質(zhì)的含量高、成分偏析及碳化物的不均勻程度嚴重，都會降低模具的熱疲勞壽命。鋼中的夾雜物往往是萌生裂紋的核心，夾雜物的尺寸大于某一臨界尺寸后，疲勞強度隨夾雜物顆粒尺寸的加大而下降。疲勞強度的下降與顆粒尺寸的立方成正比 [1][2]。

(1)采用先進的毛坯鍛造工藝

采用先進的毛坯鍛造工藝有兩個目的，一是使碳化物分布均勻，二是形成合理的流線分布，以提高鋼材的耐磨性和各項同性以及抗咬合能力 [1]。

(2)采用合理的熱處理規(guī)范

作為壓鑄模具材料必須具有較高的熱強度和回火穩(wěn)定性，這樣才有可能獲得高的熱疲勞抗力和耐磨性。從壓鑄工作條件和提高抗熱疲勞性能出發(fā)，回火溫度應(yīng)盡量提高一些，但必須低于二次硬化溫度。此外，為了使一次回火生成的馬氏體充分回火，以及使殘余奧氏體馬氏體化，還應(yīng)采取二次回火。

(3)采用表面強化處理

采用表面強化工藝提高模具表面的強度、耐磨性及耐蝕性，可以延長熱裂紋萌生的孕育期，防止熱裂紋的擴展，由此提高模具的使用壽命。常見的表面強化處理有：噴丸強化法、壓應(yīng)力冷作撞擊法、蒸汽處理法、電火花放電強化法、高頻淬火、軟氮化、鎢鎳合金沉積法等 [1][2][3]。

(4)采用良好的操作規(guī)程

在操作前預(yù)熱模具是十分重要的。不僅可以提高鋼的韌性。同時也可以減少模具斷面的溫度梯度，以降低模具的熱應(yīng)力。但預(yù)熱模具溫度不能太高，過高的預(yù)熱溫度則會降低表層的屈服強度，反而會降低模具的使用壽命。合金的冶煉和保溫也都應(yīng)該嚴格按操作規(guī)范執(zhí)行，特別是重視精練排氣，減少材料內(nèi)部的裂紋源 [3]。

要進一步提高模具的使用壽命，最重要的就是開發(fā)新的鋼種并運用;建立全面的質(zhì)量管理制度，提高職工的綜合素質(zhì)。

小結(jié)

模具的多種失效方式是影響壓鑄模具使用壽命的因素,本文結(jié)合工廠實際情況，通過對壓鑄模具失效及原因分析,系統(tǒng)地提出了若干改進方法,進而提高模具使用壽命。本文研究的內(nèi)容對提高壓鑄模具的壽命有一定指導(dǎo)作用。

參考文獻

[1] 楊欲國.壓鑄工藝及設(shè)備[D].北京：機械工業(yè)出版社，1995.[2 ] 賴華清.壓鑄工藝及模具[D].北京：機械工業(yè)出版社，2006.[3] 李蘊林.壓鑄工藝分析及改進[D].武漢：華中理工大學(xué)，1993.

第五篇：模具總結(jié)

第一章

沖壓：利用壓力機通過模具對板料加壓，使其產(chǎn)生塑性變形或者分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。

沖壓加工的特點：

（1）在壓力機的簡單沖擊下，能獲得壁薄、重量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件，這些零件用其他方法難以加工甚至無法加工；

（2）所加工的零件精度較高、尺寸穩(wěn)定，具有良好的互換性；

（3）沖壓加工是無屑加工，材料利用率高；

（4）生產(chǎn)率高，生產(chǎn)過程容易實現(xiàn)機械化、自動化；

（5）操作簡單，便于組織生產(chǎn)；

沖壓加工方法:分離工序、成型工序

分離工序：將沖壓件或毛料沿一定輪廓互相分離，其特點是板料在沖壓力作用下使板料發(fā)生剪切而分離

成型工序：在不造成破壞的條件下使板料產(chǎn)生塑性變形，形成所需形狀及尺寸的零件，其特點是板料在沖壓力作用下，變形區(qū)應(yīng)力滿足屈服條件，因而板料只發(fā)生塑性變形而不破壞。應(yīng)力狀態(tài)對金屬塑性的影響：在主應(yīng)力狀態(tài)中，壓應(yīng)力個數(shù)愈多，數(shù)值愈大（即靜水壓力14頁愈大），則金屬的塑性愈高；反之，拉應(yīng)力個數(shù)愈多，數(shù)值愈大，則金屬的塑性愈低。對沖壓所用材料的要求：沖壓所用的材料不僅要滿足工件的技術(shù)要求，同時也必須滿足沖壓工藝要求。（1）應(yīng)具有良好的塑性；（2）應(yīng)具有光潔平整且無缺陷損傷的表面狀態(tài)。（3）材料的厚度公差應(yīng)符合國家標準。

沖壓生產(chǎn)中常用的材料是金屬板料，有時也用非金屬板料。

金屬板料分為黑色金屬和有色金屬兩種。

曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)

1公稱壓力；2滑塊行程；3閉合高度；4滑塊行程次數(shù)

曲柄壓力機的選用原則

（1）壓力機的公稱壓力不小于沖壓工序所需的壓力。

（2）壓力機滑塊行程應(yīng)滿足工件在高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具上取出工件。

（3）壓力機的閉合高度、工作臺尺寸和滑塊尺寸等應(yīng)能滿足模具的正確安裝。1

（4）壓力機的滑塊行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求。

第二章

從板料上沖下所需形狀的零件（或毛料）叫落料；在工件上沖出所需形狀的孔（沖去部分為廢料）叫沖孔。

沖壓變形過程：1彈性變形階段；2塑性變形階段；3斷裂分離階段

沖裁件的斷面特征：圓角帶、光亮帶、斷裂帶、毛刺

沖裁間隙：沖裁模凸、凹模之間的間隙。

模具的損壞形式主要是磨鈍和崩刃。

間隙的選用應(yīng)主要考慮沖裁件斷面質(zhì)量和模具壽命兩個主要因素。

P27凸凹模尺寸計算

沖裁力：沖裁時，材料dui9凸模的最大抵抗力，它是選擇沖壓設(shè)備和校核模具強度的重要依據(jù)

F=KLtrp31

必須將箍在凸模上的板料卸下，將卡在凹模洞口的板料推出，從凸模上卸下緊箍著的板料，所需的力叫卸料力；順著沖裁方向?qū)⒖ㄔ诎寄６纯趦?nèi)的板料推出叫推件，所需的力叫推件力；有時需將卡在凹模洞口內(nèi)的板料逆著沖裁力方向頂出，這就叫頂件，頂件所需的力叫頂件力。

排樣：沖裁件在條料或板料上的布置方法。（有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣）搭邊：排樣時工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料。

沖裁件精度一般可達IT10--IT12級，高精度可達IT8--IT10級，沖孔比落料精度高一級。整修：利用整修模沿沖裁件外沿或內(nèi)孔壁刮去一層切屑，以除去普通沖裁時在斷面上留下的圓角帶、斜度、毛刺和斷裂帶，從而得到光滑而垂直的斷面和準確尺寸的零件。沖裁模分類：

按工序組合分：

簡單模：壓力機一次沖程中只完成一種沖裁工序的模具。

級進模：壓力機一次沖程中，在模具的不同位置上同時完成兩道或多道工序的模具。

復(fù)合膜：壓力機一次沖程中，在模具的同一位置上完成幾個不同工序的模具，復(fù)合模中具有能完成兩種工序的凸凹模。

定距側(cè)刃常見的三種形式：長方形側(cè)刃、成形側(cè)刃、尖角形側(cè)刃

條料的送進導(dǎo)向：導(dǎo)銷式、導(dǎo)尺式

卸料裝置：剛性卸料裝置、彈性卸料裝置

P56彈簧預(yù)壓力和總壓縮量預(yù)選彈簧滿足兩個條件

模架：模柄及上下模板中間以導(dǎo)向裝置的總體。

模具的類型：簡單模、級進模、復(fù)合模

沖裁力合力的作用點成為沖模壓力中心。

模具閉合高度指壓力機滑塊處于下死點位置時，上模板上平面與下模板下平面之間的距離。模具閉合高度必須與壓力機的閉合高度相適應(yīng)。模具閉合高度H應(yīng)介于壓力機的最大閉合高度Hmax和最小閉合高度Hmin之間。

第七章

塑料：合成樹脂和添加劑組成按合成樹脂受熱時的行為分類，分為熱塑性塑料盒熱固性塑料

按塑料的應(yīng)用范圍分類，可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料

P170幾種溫度

塑料成型的工藝性：塑料在成型過程中表現(xiàn)出的特有性能，影響著成型方法及工藝參數(shù)的選擇和塑件的質(zhì)量，并對模具設(shè)計的要求及質(zhì)量影響很大。

流動性：塑料熔體在一定溫度與壓力作用下充填模腔的能力。

收縮性：一定量的塑料在熔融狀態(tài)下的體積總比其固態(tài)的體積大，說明塑料在成型及冷卻過程中發(fā)生了體積收縮。

金屬嵌件是模塑在塑件中的金屬零件，簡稱嵌件。

金屬嵌件的作用：提高塑件的力學(xué)強度和使用壽命，構(gòu)成導(dǎo)電、導(dǎo)磁通路，滿足其他特殊技術(shù)要求塑件的尺寸精度：所得塑件的尺寸和圖紙尺寸的符合程度

第八章

注射機的分類：臥式注射機、立式注射機、角式注射機

鎖模力是在成型時鎖緊模具的最大力。

注射壓力：成型時柱塞或螺桿施加于料筒內(nèi)熔融塑料上的壓力

注射速率：注射過程中每秒種通過噴嘴的塑料容量

分型面的設(shè)計

（1）不應(yīng)該影響塑件的尺寸精度和外觀；

（2）盡量簡單，避免復(fù)雜形狀，使模具制造容易；

（3）不妨礙塑件脫模和抽芯；

（4）有利于澆注系統(tǒng)的合力設(shè)置；

（5）盡可能與料流的末端重合，有利于排氣。

P206

塑件上的內(nèi)螺紋是用螺紋型芯來成型，而外螺紋則用螺紋型環(huán)成型。在經(jīng)常裝拆和受力較大之處，常用金屬螺紋嵌件。

模具上的螺紋型芯尺寸是由塑件上的內(nèi)螺紋尺寸決定；而螺紋型環(huán)尺寸是由塑件上的外螺紋所決定確定型腔壁厚的方法有計算法和經(jīng)驗法。計算法又有按強度、按剛度計算兩種。經(jīng)驗法有查表法和查圖法

對于大尺寸型腔來說，剛度是主要矛盾，應(yīng)按剛度計算；對于小尺寸型腔而言，因為在發(fā)生大的彈性變性前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過許用應(yīng)力，所以強度時主要矛盾，應(yīng)按強度計算。澆注系統(tǒng)的作用：使熔融塑料平穩(wěn)、有序地填充到型腔中去，且把壓力充分地傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織致密、外形清晰、美觀的塑件。

澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)通常分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)按工藝用途分為冷流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。普通流道澆注系統(tǒng)屬于冷流道澆注系統(tǒng)，應(yīng)用廣泛。無流道凝料澆注系統(tǒng)屬于熱流道澆注系統(tǒng)，應(yīng)用日益擴大。

P222主流道、分流道、澆口、冷料穴。

分流道是主流道和澆口之間的過渡段，能使熔融塑料的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換

適用于無流道凝料澆注系統(tǒng)的塑料應(yīng)具有的性能：

（1）成型溫度范圍寬、粘度變化小，即使在較低溫度下也易成型；

（2）對壓力敏感。不加注射壓力不流動，一旦加壓力熔體就流動；

（3）導(dǎo)熱性能良好，能把塑料所帶的熱量快速傳給模具，以加快凝固；

（4）比熱小，有利于塑料的熔化和凝固；

（5）熱變形溫度高，在高溫具有充分凝固的性能。

絕熱流道是采用絕熱措施，使流道內(nèi)熔體的熱量不散失。熱流道是采用加熱措施，使流道內(nèi)塑料不斷受熱而保持熔融狀態(tài)。絕熱流道是將流道設(shè)計的特別粗大，利用塑料導(dǎo)熱性差的特點，使流道中的熔體向模具散熱少，以致流道內(nèi)熔體保持近熔融狀態(tài)，能不斷地通過流道進入型腔

熱流道按結(jié)構(gòu)形式分為兩類：單型腔熱流道稱為延伸式噴嘴；多型腔熱流道稱為熱分流道或熱流值

熱流道板的材料應(yīng)選用比熱小、熱傳導(dǎo)率高的材料，常用50鋼、鉻鎳鋼等

P241噴嘴材料

脫模機構(gòu)的分類

驅(qū)動方式分：手動脫模機構(gòu)、機動脫模機構(gòu)、液壓脫模機構(gòu)和啟動脫模機構(gòu)

模具結(jié)構(gòu)分：簡單脫模機構(gòu)、二次脫模機構(gòu)、雙脫模機構(gòu)、帶螺紋塑件的脫模機構(gòu)和澆注系統(tǒng)自動切斷

脫模機構(gòu)

二次脫模機構(gòu)：二次脫模機構(gòu)又稱頂出機構(gòu)，或稱二級脫模機構(gòu)。它是由于塑件的特殊形狀或生產(chǎn)自動化的需要而產(chǎn)生。在一次脫模動作之后，塑件還難于從型腔中取出或不能自動脫落，這時，必須增加一次脫模動作，塑件才能從模具中自動脫落。

雙脫模機構(gòu)P248

P266

P268固化標準