淺談熱鍛模具的失效

《淺談熱鍛模具的失效》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。

1、淺談熱鍛模具的失效淺談熱鍛模具的失效摘耍：本文主要探討了熱鍛模具幾種主耍失效形式及產(chǎn)生的原因，為預防熱鍛模具的損壞和延長模具的使用壽命提供了相關的理論依據(jù)。關鍵詞：模具失效磨損裂紋中圖分類號：TG文獻標識碼：A文章編號：1007-0745(2013)05-0033-011、引言模鍛在鍛造生產(chǎn)中占有十分重耍的地位。而模具的費用占模鍛生產(chǎn)成本的比例在15%?20%。因此模具的使用壽命一直受到鍛造行業(yè)的高度重視。而想要延長模具的使用壽命，那么我們首先就耍了解模具是怎么失效報廢的，找到模具失效的原因，才能采取相應的對策,使模具最大限度的延長使用壽命，從而降低模

2、鍛的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。2、熱鍛模具失效的概念熱鍛模具的失效是指模具岀現(xiàn)了不能通過修復手段來恢復其使用功能的損傷，也就是通常我們所說的模具損壞或報廢。熱鍛模具靠模膛使鍛件毛坯成型，模膛直接與高溫毛坯接觸、承受脈沖式熱負荷的作用，并承受鍛壓設備打擊產(chǎn)生的高能沖擊載荷和金屬流動產(chǎn)生的摩擦力的作用，在模具的材料和設計加工水平正常及操作規(guī)范的情況下，模具的損壞大多數(shù)都發(fā)生在模膛部分。這種失效通常稱為“正常失效”。模具的“正常失效”主要是機械應力和熱應力的長期聯(lián)合作用下，導致磨損、塑性變形或者出現(xiàn)裂紋或開裂所致。當模具未達到現(xiàn)有技術水平下普遍公認的使用壽命時

3、，通常稱為模具的“非正常失效”，又稱早期失效。模具的“非正常失效”主要是因為模具材料冶金質量不合格、模具設計或制造工藝不當以及操作使用不當造成的。早期失效包括模體脆性斷裂、模膛塌陷和局部嚴重磨損等。3、熱鍛模具失效的形式3.1磨損磨損是模具在使用過程中，模膛表面與金屬坯料接觸產(chǎn)生相對運動，模膛表面金屬逐漸被磨蝕的現(xiàn)象。一般表現(xiàn)為刃口鈍化、棱角變圓、平面下陷、表面溝痕、剝落黏模等。而磨損的部位主要出現(xiàn)在模膛金屬流動劇烈的轉角處和飛邊槽橋部，據(jù)統(tǒng)計，模具因磨損而報廢的約占報廢總數(shù)的70%左右。一般磨損失效可分為以下兒種形式：(1)疲勞磨損一模膵?表面與變形

4、金屬表面相對運動吋，在機械應力與熱應力的作用下，使模膛表面金屬疲勞脫落的現(xiàn)象。(2)氣蝕磨損一金屬表面的氣泡破裂，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的現(xiàn)象。(3)沖蝕磨損一液體和固體微小顆粒高速落到模具表面，反復沖擊模具表面，使模具表面局部材料損失，形成麻點和I叫坑的現(xiàn)象。(4)腐蝕磨損一在摩擦過程中，模具表面和周圍介質發(fā)生化學或電化學反應，再加上摩擦力的機械作用，引起表面材料脫落的現(xiàn)象。(5)磨粒磨損一硬質顆粒存在毛坯與模具接觸表面Z間，刮擦模具表面，引起模具表面材料脫落的現(xiàn)象。(6)粘著磨損一毛坯與模具表面相對運動吋，由于表面凹凸不

5、平，粘著的結點發(fā)生剪切斷裂，使模具表面材料轉移到毛坯上或脫落的現(xiàn)象。磨損情況很復雜，模具與坯料相對運動過程中，磨損一般不只是以一種形式存在，往往是多種形式并存的，并且Z間相互影響。3.2塑性變形模膛與金屬壞料發(fā)生接觸時，某些部位因溫度急劇升高而軟化或模膛本身強度不足，使其在較高的應力作用下發(fā)生塑性變形，從而改變了模具的兒何形狀或尺寸，如模膛塌陷、模膛側壁擴展、凸臺和棱角倒塌以及凸模岀現(xiàn)徹粗、縱向彎曲等，造成模具失效。模具使用過程中，模膵表面溫度往往超過熱作模具鋼的回火溫度導致硬度降低,模膛內壁由于軟化而被壓塌或壓堆。模膛發(fā)生塑性變形后，不但會改變模膛尺

6、寸，影響鍛件質量,如不及吋維修，容易使鍛件卡在模膛中。3.3機械疲勞裂紋鍛模在使用過程中，由于長期承受脈沖式負荷的作用，在應力高度集中的部位開始出現(xiàn)微裂紋，如果繼續(xù)使用，裂紋會進一步擴展變得越來越大，形成機械疲勞裂紋。疲勞裂紋最先出現(xiàn)在模膛表面，產(chǎn)生的部位因模膛的結構而異。當模膛表面存在冶金缺陷或機械損傷時,由于應力集中會使機械疲勞提前發(fā)生，如過渡圓角、尖角、刀痕、溝痕和材料夾雜、嚴重偏析處。當這些部位的應力超過了材料的疲勞極限吋，就會產(chǎn)&機械疲勞裂紋。一般疲勞裂紋易發(fā)生在模膛的下述部位：(1)底角裂紋：出現(xiàn)在模膵底部承受較大彎曲力矩的拐角處，其伸展方

7、向與沖擊方向呈45度。(2)底部局部碎裂：由相互臨近的疲勞裂紋擴展形成。(3)壁角裂紋：沿平行于沖擊方向伸展。(4)縱向裂紋：產(chǎn)生在屮心線平行于沖擊方向的圓截面模膛的內壁上。(5)橫向裂紋：產(chǎn)生在縱向軸線位于分模面上的圓截面模膛表面上。裂紋伸展方向垂直于沖擊方向。(6)凸臺根部裂紋：因應力集中和受彎曲力矩而形成，裂紋沿凸臺根部伸展。3.4熱疲勞裂紋熱疲勞是指熱鍛模具在循環(huán)熱應力的反復作用下產(chǎn)生的疲勞裂紋或破壞的現(xiàn)象。熱疲勞裂紋是指模膛表面在循環(huán)熱應力的作用下產(chǎn)生循環(huán)的塑性應變，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)，導致表面產(chǎn)生的許多細小裂紋。熱疲勞裂紋一般分為兩種類型，

8、一種是在周期性熱負荷作用下，模膛表面因反復加熱和冷卻而引起的裂紋；另一種是因為熱應力和相變引起