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冷作模具钢失效的主要形式分析

1.断裂失效

模具钢在使用中突然出现裂纹或发生破损而失效,按其损坏情况可分为局部破损(剥落、崩刀、掉牙等)和整体性破损(如碎裂、断裂、胀裂、劈裂等)。它们的特点是:破损大多产生在受力最大的工作部位,或是在截面变化的应力集中处。


按其断裂过程的特征,又可分为脆性断裂和疲劳断裂两种形式。


(1)脆性断裂失效

主要是模具钢存在冶金缺陷,如带状组织和网状碳化物;工艺缺陷,如晶粒粗大,表面磨削烧伤,粗糙刀痕,回火不足等;或因工作过程操作不当发生超载,容易发生早期脆断失效。早期脆断的模具钢寿命很短,一般加工工件不超过数千件,有的寿命甚至只有几十次至几百次。脆性断口平齐,颜色一致。


(2)疲劳断裂失效

主要是由于循环应力所造成的,其断裂过程要比脆断失效缓慢得多,其模具钢寿命在5000-10000次以上。疲劳断裂端口呈现不同区域,可看到疲劳源、疲劳扩展区和快速断裂区。


疲劳断裂常见于各种重载模具钢,如冷挤压模。由于重载模具钢在施压变形过程中,模具钢表面的瞬时温度可达200-300℃,造成温度循环,因而加速了疲劳裂纹的蒙山。


2。变形失效

变形失效,指模具钢在使用过程中发生塑性变形,失去原有的几何形状。它通常发生在硬度偏低或淬硬层太薄的模具钢上,具体表现为凸模组弯曲、凹模型腔下沉塌陷、棱角堆塌、模孔胀大等。


3.磨损失效

冷作模具钢在工作时,胚料沿着模具钢表面滑动又流动,使模具钢与胚料间产生很大的摩擦力,造成模具钢表面被划出或多或少的凹凸痕迹,这些痕迹与胚料表面的凹凸不平相咬合,在模具钢表面逐渐产生了机械破损而磨损。如果在凹凸模之间夹有细而硬的夹杂物如氧化物等,将导致模具钢磨损加剧,以致使模具钢和胚料表面刮伤或黏着等。


在模具钢中常遇到的磨损形式有:磨料磨损、粘着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损等。


模具钢工作部分与被加工材料之间的摩擦而引起的物质损耗,能使刃口变钝,棱角变圆,平面变凹或表凸,使模具钢的形状、尺寸发生变化,如冲裁模的刃口变钝、工作表面出现沟槽等。


4.咬合失效

幸运时时彩当胚料与模具钢表面接触时,在高压摩擦下,润滑油膜破坏,发生咬合。此时,金属胚料“冷焊”在模具钢型腔表面上,使后续加工的工件表面就会被冷焊在型腔表面的金属瘤划出道痕,造成工件表面粗糙度值变大,甚至出现沟槽。


在弯曲、拉伸、冷挤压等成形中,咬合是最常见的一种失效形式。当工件表面出现划痕和拉钩时,模具钢必须进行研磨与抛光,特别是在拉伸成形中出现咬合现象时,模具钢必须经过修整后才能继续生产。


被拉伸材料的性质对咬合现象有很大的影响,如镍基合金、奥氏体不锈钢、精密合金等,对模具钢表面有较强裂的咬合倾向。因此,在拉伸上述材料时,应特别注意不要发生咬合失效。


5.啃伤失效

当冲头与凹模直接碰撞时,将出现啃伤失效。其表现形式为:模具钢刃口崩裂,使冲件的毛刺突然增大。一旦出现啃伤,模具钢的修磨量会剧增到0.5-0.2mm,这样才能去除损伤部分,恢复锐利的刃口。


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