模具的服役条件、失效形式及导致模具失效的因素

⒈常用的模具有哪些？

冷作模具有：落料模具、冷孔模具、冷冲压模、冷挤压模具、冷镦模具、拉伸弯曲模具、拉丝模具、滚丝模具、压印模具、辊压模具等。

热作模具有：热锻模具、精锻模具、热挤压模具、热冲裁模具、压铸模具等。

塑料模具有：压制成型模具、注射成型模具、挤出成型模具、压延成型模具等。

⒉模具的服役条件都有哪些？

①冷作模具的服役条件   冷作模具主要用于金属或非金属材料的冷态左形。在服役过程中承受拉伸、弯曲、压缩、冲击、疲劳等不同应力的作用，而用于金属冷挤、冷镦、冷拉伸的模具，还要承受300℃左右的交变温度作用。

②热作模具的服役条件   热作模具主要用于高温条件下的金属成形，模具是在高温下承受交变应力和冲击力，工件成形温度往往在1000℃以上，模具还要经常驻高温氧化及烧损，在强烈水冷条件下经受冷热变化引起的热冲击作用。

③塑料模具的服役条件   塑料模具中的热固性塑料模具受力较大，而且温度为200~250℃左右，模具在较强的磨损及浸蚀条件下工作，而热塑性塑料注射模具其受力、受磨损都不大严重，但部分塑料品种含有氯及氢，当压制时易放出腐蚀性气体，模具型腔要经受气腐蚀作用。

⒊何谓模具失效？失效形式有哪些？

模具的失效是指模具丧失了正常工作能力，其生产出的产品已成为废品。模具失效形式有磨损、变形、疲劳、腐蚀、开裂及断裂等。

⒋导致模具失效的因素有哪些？

①模具结构因素   模具结构包括模具形状、模具尺寸间隙、冲头模具长径比、端面倾斜角、过渡圆角大小；热作模具中开设冷却水路、装配结构等。不合理的模具结构可能引起严重的应力集中或高的工作温度，从而恶化模具的工作条件，导致模具过早失效。

②模具材料因素   模具材料必须满足模具对塑性变形抗力、断裂抗力、疲劳抗力、硬度、耐磨性、冷热疲劳抗力等性能的要求，如不能满足，则会发生模具早期失效。如在循环载荷下，如果材料疲劳抗力差，经一定应循环后，可能萌生疲劳裂纹，并逐渐扩展直至模具断裂失效。另外，模具材料的治金质量对模具的失效有很大的影响。钢中的非金属夹杂物自身强度和塑性很低，容易形成裂纹源，引起模具早期失效。钢中碳化物的数量过多，形状、尺寸及分布不理想，会严重降低钢的冲击韧度及断裂抗力，引起模具的崩块、折断]开裂等。钢中出现中心疏松及白点，会降低钢的抗压强度，易发生模具工作面凹陷及淬火开裂。

③工艺因素   锻造工艺对模具的失效影响很大。合理的锻造工艺可以破碎钢中大块碳化物，使之分布均匀，并使晶粒得到细化，但若锻造工艺不合理，则达不到击碎碳化物、细化晶粒、改善各向异性、提高钢的致密度等目的，甚至引发锻造裂纹，也给后续热处理工艺带来不利的影响。

模具热处理可使模具获得理想的组织，从而获得所需性能。便若处理不当或工艺不合理，则可导致模具产生热处理缺陷或性能下降，从而引发模具过早失效。如淬火温度过高，则会引起钢的过热，甚至过烧，从而引发晶粒长大、晶界熔化等。这就导致模具韧性下降，使模具发生崩刃或断裂，尤其是对承受巨大冲击载荷的锻模具及冷作模具更应控制钢的晶粒度不使其长大。如淬火温度过低时，则难以保证有足够的合金元素固溶于基体之中，这将会降低钢的基体强度和组织稳定性，致使模具出现早期变形、压塌或热疲劳裂纹。淬火冷却速度过快或油温太低，都会出现淬火微裂纹，这将更容易产生热疲劳裂纹，甚至早期断裂。模具回火温度过高，则硬度下降，降低了强度和耐磨性能，且难以补救。但若回火温度过低，回火不足，则会在模具中残留较高的淬火应力，引起模具韧性下降，从而使模具发生早期断裂。

模具切削加工应严格保证过渡圆角半径尺寸，保持圆弧面与平面相接处光滑。工作面严禁留有刀痕，保证工作面光滑无痕。如出现尖角或表面粗糙，留有刀痕，将容易在刀痕或尖角处萌发疲劳裂纹，引起模具疲劳失效；不当的磨削工艺如进给量过大、冷却不足等容易烧伤模具表面或产生磨削裂纹，降低模具疲劳强度和断裂抗力；模具电加工使模具表面产生拉应力和诱发显微裂经纬度，导致模具变形、开裂和表面剥落。