模具材料失效分析
- 格式:doc
- 大小:54.00 KB
- 文档页数:10
PVD涂层刀具、模具失效分析郭 硕摘要:1、阐述了刀具、模具的基本失效模式;2、失效模式与原因分析的方法;3、刀具、模具经过PVD (物理气相沉积)处理后,失效模式的分析与改善方法。
关键字:PVD、ALTiN、TiCN、TiN、磨损、失效模式1、概述1.1失效:即产品丧失规定功能。
(国标GB3187-82中定义)比如刀具刃口磨损变钝,不能继续切削使用。
1.2失效模式:是指失效的外在宏观表现形式和过程规律,一般可理解为失效的性质和类型。
1.3失效分析:是指判断产品失效模式,查找失效机理和原因,提出改善和预防措施的活动。
2、失效模式2.1 主要的失效模式(针对模具、刀具、机械零件等)2.1.1 磨损2.1.2 断裂2.1.3 变形2.1.4 腐蚀2.2 磨损2.2.1 磨损过程(如下图所示)(1)磨合阶段(Ⅰ区,O~A)(2)正常磨损阶段(Ⅱ区,A~B)(3)快速磨损阶段,也称严重磨损阶段(Ⅲ区,B~C)图1 磨损过程示意图z磨损是一定会发生的,我们的分析与研究只是为了尽可能延长“正常磨损阶段”(即Ⅱ区)的时间,并能对B点的到来作出准确的预测。
2.2.2 磨损的分类(1)粘着磨损:相对运动的物体,接触表面发生了固相粘着,使材料从一个表面转移到另一个表面的现象。
粘着磨损情况严重时会出现“咬死”“卡死”现象。
z产生原因:①表面粗糙,表面凸起来的部分在摩擦过程中,受到很大压力发生塑性变形,进而彼此粘着。
②接触的两种材料之间物理、化学特性接近,有粘着在一起的可能,比如金属之间可能发生粘着,而金属和木材之间就不可能发生粘着。
z对于刀具、模具而言,轻微的情况就是粘料、积屑,以及进而形成的擦伤、拉毛等。
比如五金拉伸模具,模具表面粘料后,产品将出现拉毛、擦伤等异常。
(2)磨粒磨损:又称磨料磨损或研磨磨损,是指两物体接触时,一方硬度比另一方大得多时,或接触面之间存在着硬质颗粒时,所产生的磨损。
z此类磨损,在我们涂层的模具或零件应用中极为常见。
模具失效分析实验报告1. 实验目的本实验旨在通过模具失效分析,探究模具失效原因,提升模具寿命和生产效率。
2. 实验原理模具失效是指模具在使用过程中发生的各种故障和损坏现象,主要包括磨损、断裂、变形等。
模具失效的原因多种多样,常见的包括材料质量、设计缺陷、使用条件等方面。
本实验采用模具失效分析技术,通过观察和测试,对失效模具进行分析,确定失效原因,并提供相应的改进措施。
3. 实验步骤3.1 模具选取与准备从生产线上选取三个出现失效的模具作为实验样本,确保这些模具具有代表性。
3.2 外观检查对选取的模具进行外观检查,观察是否有明显的表面磨损、裂纹、变形等现象,并记录下来。
3.3 尺寸测量使用测量仪器对模具的关键尺寸进行测量,并与设计要求进行比对,记录下偏差值。
3.4 材料分析通过对模具材料进行化学成分分析和显微结构观察,判断是否存在材料质量问题,并记录下分析结果。
3.5 应力分析利用有限元软件对模具进行应力分析,分析模具在使用过程中的受力情况,并找出可能存在的应力集中区域。
3.6 用户反馈分析与模具使用人员进行交流,了解他们对模具失效的主观评价和使用情况,寻找可能的改进方向。
3.7 综合分析将以上各项分析结果综合起来,对模具失效原因进行初步判定,并提出相应的改进建议。
4. 实验结果与讨论通过上述实验步骤,得到了以下模具失效分析结果:- 模具外观检查发现,样本1有较严重的表面磨损和裂纹,而样本2和样本3则表现较好。
- 尺寸测量结果显示,样本1存在较大的尺寸偏差,而样本2和样本3与设计要求基本一致。
- 材料分析结果表明,样本1的材料成分出现异常,可能质量存在问题。
- 应力分析显示,样本1的应力分布不均匀,存在较大的应力集中区域。
- 用户反馈分析发现,样本1的使用寿命明显较短,存在易损部件设计不合理的问题。
综合以上分析结果,初步判定样本1的失效原因是由于材料质量问题和设计缺陷导致的。
为提升模具寿命和生产效率,建议采取以下改进措施:- 对模具材料进行检测和筛选,确保材料质量稳定。
Cr12MoV型钢模具失效分析及模具新工艺唐俊摘要:简述 Cr12MoV型钢的材料特性, 对Cr12MoV型钢制若干常见冷作模具的失效案例进行分析和讨论, 探讨在当前生产环境下 Cr12MoV型钢制冷作模具常见失效形式的一些主要应对方法与提高模具寿命的新技术。
关键词: Cr12型钢; 冷作模具; 失效; 锻造; 热处理;表面处理;新技术1引言在过去的近20年,尤其是近几年,我国模具工业发展非常迅速。
模具需求一直以每年18%左右的速度快速增长,国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,也为其发展提供了强大的动力。
Cr12MoV 钢钢是目前国内广泛使用的冷作模具钢之一,属于高耐磨微变形冷作模具钢。
该钢具有淬透性好、硬度高且耐磨、热处理变形小、高抗弯强度等优点, 仅次于高速钢,常用于制作那些承受重负荷、生产批量大、形状复杂的冷作模具, 如冷冲压、冷镦、冷挤压模等,其消耗量在冷作模具钢中居首位。
该钢钢虽然强度、硬度高,耐磨性好,但其韧度较差,对加工工艺和热处理工艺要求高,处理工艺不当很容易造成模具过早失效。
例如:某模具加工厂生产制造的冷冲模具,材料为Cr12MoV冷作模具钢,生产工艺为:冶炼→锻造→球化退火→粗加工→热处理→精加工成型。
热处理为(980±10)℃油冷+(510±20)℃空冷。
模具投入生产后,仅生产2000件即发生断裂崩落,出现过早失效,为了找出模具过早失效原因,本文对该模具进行失效分析,并进行锻造、热处理工艺的分析与改进。
2 模具的失效分析2.1 模具的化学成分及冶金质量分析通过提取模具材料样品, 对其化学成分进行分析, 所得结果如表 1 所示( 括号内为 Cr12MoV 钢的化学成分范围)。
化学成分(%)元素 C Si Mn Cr Mo V S P 质量分数 1.62 0.32 0.31 12.1 0.54 0.22 0.015 0.017成分范围(1.5~1.7) (<0.4) (<0.35) (11.5~12.5) (0.4~0.6) (0.15~0.3)(<0.03) (<0.03) 表1 Crl2MoV 钢冷冲裁模具的化学成分( 质量分数)由表1中的数据可以看出, 失效冷冲裁模具的化学成分在Cr12MoV 钢的化学成分范围内, 不会对模具的金相显微组织和力学性能造成较大的影响; 另一方面, 杂质元素硫和磷的质量分数未超标, 不至于导致模具的开裂与失效. 由此判断, 该模具的过早失效不是由材料的化学成分引起的。
第一节模具失效的原因分析塑料模具的失效形式主要体现在以下几个方面:选材、钢料品质、模具设计、模具加工质量、热处理、模具表面处理、模具使用等。
1)表面磨损、局部崩裂、变形及断裂;模具的耐磨性,随着模具硬度的提高而增加,但在硬度相同的情况下,韧性愈好耐磨性愈高,所以,模具硬度越高,冲击性能会下降,会促使磨损裂纹的形成和扩展,从而加速磨损的进程。
要提高耐磨性,必须注意硬度和韧性的良好配合。
2)由于塑料制品的表面粗糙度及精度要求较高,再加上不少塑料中含有氯氟元素,其产生的腐蚀性气体的腐蚀,会加剧模具的磨损失效,所以,因表面磨损造成的模具失效比例大;3)因未调整好低压保护,胶件的压模造成模具表面凹陷的情况也时有发生;4)小型模具在大吨位机台上超载使用时,容易产生表面凹陷、皱纹、堆塌等,特别是在棱角处易产生塑性变形;5)由于塑料制品成型模具形状复杂,存在许多棱角、薄壁等部位,在这些部位会产生应力集中,而发生断裂。
6)模具材质选择不当。
具体见《模具选材原则》。
7)模具工件热处理工艺不良。
从模具失效分析得知,70%的模具失效是由于热处理不当与选材不当造成的。
二、模具失效改善途经:采用正确的钢料热处理工艺与钢料表面处理工艺为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。
热处理加热温度的高低、保温时间的长短、冷却速度的快慢和炉内气氛等工艺参数的选择不当,都会造成淬火开裂或早期失效。
众所周知,磨损、粘结均发生在表面,疲劳、断裂也往往从表面开始,因此,对模具表面的加工质量要求非常高。
但实际上由于加工痕迹的存在,热处理时表面氧化脱碳也在所难免。
因此,模具的表面性能反而比基体差。
采用热处理新技术是提高模具性能的经济而有效的重要措施。
模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。
基体的强韧化在于提高基体的强度和韧度,减少断裂和变形。
表面强化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。
压铸模具的失效分析随着铝合金压铸模具技术的日趋成熟,锌、铝、镁合金压铸越来越广泛应用于汽车、摩托车、柴油机、电子设备、家用电器等工业及民用产品配件的生产。
然而,压铸模具的早期失效一直是困扰模具生产和使用者的普遍问题,那么,该如何提高模具的使用寿命呢?一、压铸模具的失效压铸模的使用时急热急冷,条件极为恶劣。
以铝压铸模为例,铝的熔点为580-740℃,使用时,铝液温度控制在650-720℃。
在铝液注射时,型腔表面温度急剧上升,型腔表面承受极大的压应力。
开模顶件、喷涂脱模亮剂时,型腔表面温度急剧下降承受极大的拉应力。
由于交变温度影响模具型面压缩、拉伸的交变应力的反复作用从而使模具金属因热疲劳而产生龟裂缺陷。
开裂是由于模具的短时间的热应力或机械应力过载而引起的模具整体破损。
模具的侵蚀主要分为三种:1、腐蚀:金属熔液与铁互相扩散并形成金间化合物;2、冲蚀:金属熔液在型腔中流动时所产生的热机械磨损;3、粘著:金属熔液附着在模具型腔表面,顶出产品时带走型面表层金属。
而压陷是因为模具强度不足或金属碎屑附着在模具型面,受到锁模力作用使模具产生的塑性变形。
二、影响压铸模具使用寿命的因素1、钢材对模具寿命的影响因压铸模具恶劣的使用环境,所以要求模具钢材必须具有优良的淬透性、良好的抗高温强度、高的耐磨性、好的韧度、好的抗热裂能力和高的耐熔损性能等。
●化学成分压铸模具钢的应用广泛和具有优良的特性主要由钢中的C、Cr、Mo、Si、V 等化学成分决定的。
当然钢中杂质元素必须降低,有资料表明,当Rm在1550MPa 时,材料含硫量由0.03%降到0.003%,会使200℃左右时的冲击韧度提高约1-2倍。
北美压铸学会(NADCA 207-2003)标准就规定:优级(premium)H13钢含硫量小于0.005%,而超级(superior)的应小于0.003%S和0.015%P。
●退火状态均匀的球状珠光体无晶界碳化物●钢材的纯净度杂质是热龟裂发生的起源点杂质无强度,不能抵抗热疲劳、杂质降低钢材的延展性●钢材的均一性钢胚具备近似纵向(锻打延伸方向)、横向机械性质的力学差异各向同性。
模具损坏报告
报告人:XXX
报告时间:XXXX年XX月XX日
报告内容:
1. 损坏情况
经过检查发现,模具损坏严重,主要表现为模具内部出现裂纹,并在模具表面出现明显凹陷。
据初步检测,这种损坏可能是由于
模具在生产过程中遭受了较大的冲击力,导致模具内部材料疲劳
损伤,最终引发裂纹和凹陷。
2. 损坏原因分析
根据对模具损坏的详细检查和分析,我们认为模具损坏的原因
主要有以下几点:
(1)生产过程中的人为操作失误。
比如在调整模具时或者使用时,没有注意规范动作要求,造成了模具受力不均,导致出现损坏。
(2)设备老化导致磨损严重。
模具的使用寿命不仅与模具本身的材料质量有关,还与设备的维护和管理有关。
如果设备经常处于高温、高压、高速等特殊工况状态下,就会引起设备磨损,从而加速模具损坏的程度。
3. 修复方案
目前,我们暂时采取了临时性的修复方案,尽量保证模具能够正常使用。
但这种维护方式只能解决部分问题,不能长期使用。
我们建议尽快更换新的模具来替代旧的损坏模具,以提高生产效率和产品品质。
4. 维护规范
为了保障设备和模具的正常使用,我们建议加强对设备和模具的维护管理,落实“定期维护,预防异常”和“维护记录,随时掌握”等工作要求,减少损坏的发生,提高设备的使用寿命。
以上为本次模具损坏的报告。
如果有任何疑问或者需要进一步了解情况,请及时联系相关负责人。
谢谢!。
模具的失效形式模具性能的优劣,最直接的判断依据是其使用寿命的高低。
同时,模具的性能优劣,也必然反应在模具的失效形式和失效特点上。
为了分析各类模具对模具堆焊材料的性能要求,合理选择堆焊材料,应进行各类模具的失效分析,找出其失效规律。
1. 热作模具的失效形式热作模具的失效形式主要有断裂(包括整体开裂,局部断裂及机械疲劳裂纹等)、变形、热疲劳龟裂、热磨损、热熔损等5种。
一般热作模具以断裂失效时模具寿命较低,被视为模具的早期失效形式。
这种失效形式在技术上被视为不能允许的非正常失效形式,这主要是模具钢种选择不当或热处理工艺不合理造成的。
具有较长模具寿命的磨损失效、变形失效及热疲劳失效一般可视为模具的正常失效。
随着模具技术的不断发展,各类热作模具的失效形式不断由非正常失效形式向正常失效形式转化。
而模具堆焊技术人员的任务就是在研究各类模具的失效规律的基础上研究性能优良的堆焊材料,匹配相应的堆焊工艺,在减小模具的早期失效提高使用寿命的情况下,尽量提高模具堆焊效率。
模具的失效形式反映出材料的不同性能。
对于热作模具,则突出显示出模具对材料在高温条件下的性能要求。
断裂失效:出现的根本原因有二点:(1)模具的承载应力在整体范围或局部位置超过材料的高温断裂强度;(2)模具承受的瞬时冲击载荷超过材料的高温韧度指标。
堆塌失效:堆塌失效的原因是:(1)材料的低于模具的承载应力水平,塑变累积所致。
(2)材料的热稳定性不能适应长时间工作的高温条件。
热疲劳失效:热疲劳失效主要由材料的高温屈服强度决定,也与材料的高温冲击韧性和热稳定性有关。
即材料越难变形,韧性越高热疲劳抗力越好。
热磨损失效:对于大多数热作模具钢,提高材料的高温屈服强度、热稳定性及抗氧化能力均可提高热磨损抗力。
但是,不同材料的热磨损抗力更多地与材料的组织结构,尤其是材料内部碳化物的类型有关。
热熔损失效:热熔损失效与不同温度及应力下模具材料与铸液的化学亲和力有直接关系。
2. 冷作模具的失效形状冷作模具常见的失效形式有:刃口崩裂、刃口啃掉、刃口开裂;模具整体开裂,局部断裂;刃口磨损、塌陷;拉延筋面坎子与粘附;模口R的磨损;拐角处出现凹槽;托卸料板的变形与开裂等。
1.模具寿命定义:模具因为磨损或其他形式失效、终至不可修复而报废之前所加工合格产品的件数称为模具的使用寿命,简称模具寿命。
2.失效定义:模具受到损坏,不能通过修复而继续服役时叫模具失效。
3.模具寿命与成本的关系:产品成本随着模具寿命的增加而下降,提高模具寿命可降低成本。
考虑两个因素:应根据批量选择不同的模具材料和制造工艺。
4.磨损失效:由于相对运动产生磨损,使模具尺寸或表面状态发生改变,使之不能继续服役的现象,叫磨损失效。
5.磨粒磨损:外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间,刮擦模具表面,引起模具表面材料脱落的现象。
工件表面的硬突出物刮擦模具引起的磨损也叫磨粒磨损。
6.粘着磨损:工件与模具表面相对运动时,由于表面凹凸不平,粘着的结点发生剪切断裂,使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象。
7.脆性断裂:断裂时不发生或发生较小的宏观塑性变形的断裂,分为一次性断裂和疲劳断裂。
8.多种失效形式的交互作用:(1)磨损对断裂及塑性变形的促进作用,。
磨损沟痕可成为裂纹的发源地,当由磨损形成的裂纹在有利于其向纵深发展的应力作用下,就会造成断裂。
模具局部磨损后,会带来承载能力的下降和偏载,造成另一部分承受过大应力而产生塑变。
(2)塑性变形对磨损和断裂的促进作用。
局部塑变会改变模具零件正常的配合关系,模具间隙变小引起不均匀磨损,会加快磨损速度进而促进磨损失效。
另一方面,塑变后间隙不均匀,承载面变小,会带来附加偏心载荷,造成局部应力集中,并由此产生裂纹,促进断裂失效。
9.圆角半径的影响及措施:模具零件的两个面相交处常用圆角过渡,工作部位的圆角半径对成形件质量和模具寿命影响很大。
(1)凸的圆角半径对成形工艺影响大。
过小的凸圆角半径在板料拉深中增加成形力,在模锻中易造成锻件折叠缺陷。
(2)凹的圆角半径对模具寿命影响大。
小的凹圆角半径会使局部受力恶化,在圆角半径处产生较大的应力集中,易萌生裂纹导致断裂。
【措施】增大圆角半径,使模具受力均匀,不易产生裂纹。
10.成形件材质与模具寿命的关系:成形件的材质有金属和非金属、固体和液体之分。
(1)非金属材料和液体材料由于强度低,所需成形力小,模具受力小,模具寿命高。
金属件成形模具比非金属件成形模具的寿命低。
(2)固态金属件的强度越高,所需的变形力就越大,模具承受的力也越大,模具寿命低。
(3)铝、铜等有色金属件的成形模具比黑色金属件的寿命高。
(4)工件与模具的亲和力越大,在成形时越容易发生粘着磨损,模具寿命越低。
(5)模具的表面越平整、均匀,则模具磨损越小,寿命越高。
11.服役温度对模具寿命的影响:温度越高,模具材料强度下降得越厉害,温度冲击和热应力越大,易产生塑性变形,模具寿命越低。
12.裂纹临界应力强度因子K:表征材料抗裂纹扩展的能力。
13.下料后应先锻造(改善金属塑性,消除铸造缺陷),然后再成形和热处理。
14.模具热处理的缺陷:(1)“氧化”使模具表面形成氧化皮,影响冷却的均匀性。
“脱碳”会造成淬火后硬度不足,出现软点。
【措施】盐浴炉加热,箱式保护加热。
(2)由于加热温度过高或高温时间过长,引起晶粒粗大的现象,称为“过热”。
如果加热温度远远超过了正常加热温度,在晶界出现熔化和氧化的现象称为“过烧”。
模具过热会使力学性能变差,热处理易变形开裂,降低模具寿命。
模具过热可通过退火和重新淬火的方法来补救,但模具过烧只能报废。
15.现场维护:模具安装在设备上,在工作之前、工作之后和工作间隙停顿时的维护。
16.现场维护的方式:(1)预热(2)工作间隙时的保温(3)停工时的缓冷17.非现场维护:模具从设备上拆下来的维修。
原因:避免早期失效。
18.非现场维修的方式:(1)去应力退火(2)超前修模19.冷作模具主要分为:冲裁模、拉拔及压型模、冷镦和冷挤模20.冲裁模特点:(1)工作条件:主要承受冲击力、剪切力。
(2)失效形式:磨损、崩刃。
(3)性能要求:高的硬度、高的耐磨性,一定的韧性,较高的抗弯强度和高的断裂应力。
21.拉拔模及成形模特点:(1)工作条件:工作时物料受拉应力延伸变形。
(2)失效形式:模具因严重磨损而失效,因表面产生沟槽而报废,还产生咬合、擦伤、变形等失效。
(3)性能要求:对拉拔模,要求很高耐磨性,高的硬度,好的抗咬合性。
对成型模除要求以上拉拔模这些性能外,还要求一定强韧性。
22.冷镦模特点:(1)工作条件:工作时,物料受强烈镦击。
在室温状态下,塑变抗力大。
冷镦多在高速冷镦机上进行,工作条件繁重,工作环境恶劣,冲头受巨大冲压力和摩擦力,凹模承受冲胀力及摩擦力,产生剧烈的摩擦。
(2)失效形式:模具被镦粗,局部变形及破裂。
(3)性能要求:要求足够的硬度,凸模要求60—62HRC,凹模要求58-60HRC,并要求模具型面有适当的硬化深度和硬化分布,心部有足够的强度和韧性。
23.冷挤模特点:使金属在强大的均匀的近于静挤压力作用下产生塑性流动而成型产品的模具。
(1)工作条件:在工作时,物料承受强烈的三向压应力作用,金属发生剧烈的流动,变形位移大。
模具承受强大的挤压力,同时还有很大的摩擦力产生。
(2)失效形式:冷挤模主要会产生变形、磨损、冲头折断(因偏心弯曲)等失效。
(3)性能要求:要求模具有高的强度和硬度,并有一定的韧性,以防冲击折断。
凸模要求60—64HRC,凹模要求58-62HRC。
当韧性要求较高时硬度可降为54-58HRC.由于工作时产生较大的温升,所以还应具有一定的耐热疲劳性和热硬性。
24.【冷作模具钢的选材】(1)按模具大小选择:尺寸很小时选用高碳工具钢,尺寸一般时选用高碳低合金工具钢,尺寸巨大时选用高耐磨钢。
(2)按模具形状和受力选择:形状简单,不易变形截面不大,载荷较轻时选用高碳工具钢,或高碳低合金钢。
反之,形状复杂,易变形,截面大,载荷重的可选用高耐磨工具钢。
(3)按模具性能要求选择:若要求耐磨性好、淬火变形小,则选用高耐磨钢或高速钢。
若要求冲击韧性好,则选用中碳合金钢。
(4)按生产批量选用:中小批量选用高碳工具钢或高碳低合金工具钢。
大批量选用高耐磨工具钢。
(5)按模具用途选择:冷冲模具选用普通工具钢,冷挤压模具选用低碳钢、高速钢或基体钢。
25.冷作模具钢的分类标准:成分和性能。
(1)按元素成分划分如下。
可分为碳素冷作模具钢、低合金冷作模具钢、中合金冷作模具钢、高合金冷作模具钢。
随着合金元素的增加,钢材的淬透性、耐磨性、强韧性随之提高。
并且随着合金元素的增加,模具的承载能力也得到加强,因此模具尺寸可以随之增大,生产能力也随之提高。
(2)按元素成分选用如下。
【碳素冷作模具钢】又叫碳素工具钢,加工性好,便宜,适合作尺寸小、形状简单、轻载荷的模具零件。
但淬透性低,淬火温度范围窄,淬火变形大,与寿命短,不宜作大中型和复杂模具。
【低合金冷作模具钢】强度、耐磨性、淬透性一般。
适合作小批量的冲裁模、弯曲模、拉延模。
【中合金冷作模具钢】强度、淬透性和耐磨性都很好,适用于大中型、大批量生产的冲裁模、弯曲模、拉延模。
【高合金冷作模具钢】具有优秀的强度、淬透性和耐磨性。
适用于大批量生产的冲裁模、弯曲模、拉延模、镦锻模、冷挤模。
(3)按性能分类如下。
低淬透性冷作模具钢、低变形冷作模具钢、微变形冷作模具钢、高强度冷作模具钢、高强韧冷作模具钢、抗冲击冷作模具钢。
(4)按性能选用如下。
【低淬透性冷作模具钢】以碳素工具钢为主,加工性好,具有一定的韧性和疲劳抗力,但淬透性、回火抗力和耐磨性不好,适用于中小批量生产模具和一定的抗冲击载荷模具。
【低变形冷作模具钢】以高碳低合金钢为主,淬透性较好,但韧性及耐磨性低,用于中小批量生产,也可作形状复杂模的基本钢种。
【微变形冷作模具钢】以高碳高铬或中铬钢为主,特别是Cr12类型钢,具有高淬透性、中等回火抗力、高耐磨性、淬后体积变化微小,但变形抗力、抗冲击能力有限。
可作为大批量生产的基本模具材料,中等载荷生产的主要模具材料。
【高强度冷作模具钢】以高速钢为主,抗压强度、回火抗力、耐磨性都很高,但价格贵,而且韧性差,是冷挤压模具的基本材料。
【高强韧冷作模具钢】以基体钢为主,中碳高合金成分,具有高强度及高韧性,用于要求综合性能优良的重载冷作模具钢。
【抗冲击冷作模具钢】以中碳合金钢为主,抗冲击疲劳性极好,耐磨性差,抗压强度低,用于冲剪工具,精压模,冷镦模的基本材料。
26.锤锻模的三个方面。
(1)工作条件:大的冲击载荷,拉应力、压应力和弯曲应力。
(2)失效形式:粘着磨损,磨粒磨损,氧化,断裂,热疲劳裂纹引起的龟裂,塑性变形。
(3)性能要求:在高温下保持高的强度和良好的冲击韧性,高的耐磨性及一定的硬度,优良的耐热疲劳性,高的淬透性,良好的导热性和抗氧化性。
27.高速锤锻模的三个方面。
(1)工作条件:模具打击速度快,打击能量大,成型时间短,瞬时冲击大,容易超载1.特殊用途热作模具钢的分类:奥氏体耐热钢,高速工具钢,超高强度钢,,马氏体时效钢。
2.压力机模锻的选材:(1)要求较低的压力机模锻,采用低耐热高韧性钢,如5Cr2NiMoV钢,4CrMnMoSiV钢,后者寿命比5CrNiMo高出25%—110%.(2)一般选用中耐热韧性钢制作压力机锻模,如采用4Cr5MoSiV钢,4Cr5W2SiV钢。
(3)要求较高压力机模锻,可选用高耐热性钢如3Cr2W8V钢。
1、模具寿命:因磨损或其他形式的失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数。
2、模具失效:模具受到破坏,不能通过修复而继续服役时叫做模具的失效。
3、模具寿命与产品成本的关系?产品成本随着模具寿命的增加而下降。
4、产品成本的因素:模具材料,制造工艺。
5、模具失效分类:①磨损失效(磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损)②断裂失效③塑性变形6、磨损失效:由于表面的相对运动,从接触表面逐渐失去物质而使模具的尺寸发生变化或改变了模具的表面状态使之不能继续服役。
7、模粒磨损:外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间,刮擦模具表面,引起模具表面材料的脱落。
8、粘着磨损:工件与模具表面相对运动时,由于表面的凹凸不平,粘着的结点发生剪切断裂,使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象。
9、脆性断裂:断裂时不发生或发生较小的宏观塑性变形的断裂,分为一次性断裂和疲劳断裂。
10、多种形式的交互作用:①磨损对断裂及塑性变形的促进作用:磨损沟痕可成为裂纹的发源地。
当有磨损形成的裂纹在有利于其向纵深发展的应力作用下,就会造成裂纹。
模具局部磨损后,会带来承载能力的下降以及易受偏载,造成另一部分承受过大说我盈利而产生塑性变形。
②塑性变形对磨损和断裂的促进作用:局部塑性变形后,改变了模具零件间正常的配合关系。
如模具间隙不均匀,间隙变小,必然造成不均匀磨损,磨损速度加快,促进磨损失效。
另塑性变形后,模具间隙不均匀,承力面变小,会带来附加的偏心载荷以及局部应力过大,造成应力集中,并由此产生裂纹,促进断裂失效。