模具失效复习资料
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第一章模具失效与模具寿命1.模具失效模具失效是指模貝丧失正常的使用功能,不能通过一般的修复方法(如刃磨、抛磨等)模具失效使其重新服役的现彖2?模具使用寿命模具使用寿命(也称模具正常寿命)是指模具在正常失效前生产出的合格产品的数目。
模具使用寿命若其在使用过程屮经过多次修模,则模具的使用寿命为首次寿命与各次修模寿命的总和。
3?模具在使川过程中,岀现变形、微裂纹、腐蚀等现彖但没冇立即丧失服役能力的现彖称为模具损伤模具损伤。
模具损伤4.模具的失效一般可分为非正常失效(也称早期失效)和正常失效两类。
在模具使用一定期限后,由缓慢塑性变形、均匀的磨损或疲劳破坏而出现的失效为正常火效。
由于模具表面的相对运动,而从模具的接触表面逐渐失去物质的现彖称为磨损磨损。
磨损5.模具在工作中会与坯料的成形表面和接触,产生相对运动而造成的磨损,当这种磨损使模具的尺寸发牛变化或使模具表面的状态发牛改变而使其不能正常工作时,则称为磨损失磨损失效6按磨损机理不同可分为磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损等。
磨粒磨损:引起模具表面材磨粒磨损工件表血的硬突出物和外来硬质颗粒在加工时刮擦模貝表面,料脱落的想象。
影响屛粒辭损的因素主要有幣粒的形状和大小、辭粒哽度与模具材料硬度比值、模具与工件的表面压力、工件厚度等。
改进措施:提高模具材料的硬度;对模具进行表面耐磨处理;及时清理模具和工件表面的磨粒粘着磨损:使其在相対运动中造成粘着点发生断裂而使粘着磨损山于模貝-与工件表血的凸凹不平,模具材料产牛剥落的现象。
影响粘着磨损的因素主要有材料性质、材料硬度、表面压力等疲劳磨损:在循环应力作用卞,两接触面相互运动时产牛的表面金属疲劳剥落现象疲劳磨损影响疲劳磨损的因素主要有材料的冶金质量、材料硬度、表面粗糙度等7?模具在工作中出现较大裂纹或部分分离而丧失正常服役能力的现彖称为断裂失效断裂失效。
断裂失效8.山于模具材料多为中、髙强度钢,塑性相对较差,断裂时没有或仅有少量的塑性变形发生, 因而经常表现为脆性断裂脆性断裂。
第一章绪论一、1、模具成型工艺包括:普通模锻,挤压,拉拔,冲压,压铸,塑料成型。
2、模具的分类:(1)按模具加工材料的再结晶温度分,分为冷变形模具,热作模具,温变形模具。
(2)按模具加工坯料的工作温度分,热作模具,冷作模具,温作模具。
(3)按模具成形的材料分,金属成形模具,非金属成形模具。
(4)按模具的用途分,锻造模具,冲压模具,挤压模具,拉拔模具,压铸模具,塑料模具,橡胶模具,陶瓷模具,玻璃模具,其他模具。
3、模具寿命的基本概念: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的产品的件数。
4、模具失效:模具受到损坏, 不能通过修复而继续服役。
广义上讲,模具失效是指一套模具完全不能再用。
生产中一般指模具的主要工作零件不能再用。
5、模具失效形式:非正常失效(早期失效),正常失效。
非正常失效:模具末达到一定的工业技术水平下公认的寿命, 就不能服役。
早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损。
正常失效:模具经大量的生产使用,因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役时,称模具的正常失效。
6、模具正常寿命:模具正常失效前, 生产出的合格产品的数目 , 称模具正常寿命,简称模具寿命S。
7、模具失效形式主义有三种:磨损,断裂,塑性变形。
磨损:由于表面的相对运动,从接触表面逐渐失去物质的现象。
磨损失效:当磨损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。
8、模具成形坯料不同,使用状况不同,其磨损情况不同,但按磨损机理可分为:磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损。
9、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。
10、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。
11、粘着磨损按照磨损严重程度分为:轻微粘着磨损,严重粘着磨损(涂抹,擦伤,胶合)。
《模具寿命与失效》复习资料2010年4月14日第一章1.简述失效分析的意义?P4失效分析是对事物认识的一个复杂过程,通过多学科交叉分析,找到失效的原因和解决的措施,达到提高模具寿命的目的。
2.简述模具的分类?P5-6⑴按模具所加工材料的在结晶温度分①冷变形模具②热变形模具③温变形模具⑵按模具加工坯料的工作温度分①热作模具②冷作模具③温作模具第二章名词:1.制件报废:模具生产出的制品出现形状,尺寸及表面质量不符合起技术要求的现象而不能使用时称为制件报废。
模具服役:模具安装调试后,正常生产合格产品的过程叫模具服役。
模具损伤:模具在使用过程中,出现尺寸变化或微裂纹,腐蚀等现象,但没有立即丧失服役能力的状态称为模具损伤。
模具失效:模具受到损伤,不能通过修复而继续服役时称为模具失效。
早期失效:模具未达到一定工业水平公认的使用寿命就不能服役时,称为模具早期失效。
正常失效:模具经大量的生产使用,因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役时,称为模具的正常生效。
2.用模具生产的产品成本中与模具寿命有关的项目有哪些?P14主要分为两类:①与模具寿命无关的项目,包括生产产品用原材料费,工资,设备折旧费,及管理费等。
②与模具寿命有关的项目,如模具费,模具工费等第三章1.模具失效的分类P16⑴按经济法观点分类①正常耗损失效②模具缺陷失效③误用失效④受累性失效⑵按失效形式及失效机理分类①表面损伤②过量变形③断裂2.简述磨粒磨损的主要特征?P17摩擦表面上有擦伤,划痕或形成犁皱的沟痕。
3.影响磨粒磨损的因素有哪些?P18①磨粒尺寸与几何形状②磨粒硬度③模具与工件表面压力④工件厚度4.根据破坏现象不同,粘着磨损有哪几种类型?P19①涂抹②擦伤③撕脱④咬死5.影响粘着磨损的因素有哪些?P20①材料性质②材料硬度③模具与工件表面压力④滑动摩擦速度6.影响疲劳磨损的因素有哪些?P21①材料的冶金质量②材料的硬度③表面粗糙度7.多种失效形式如何产生交互作用?P28①磨损对断裂的促进作用②磨损对塑性变形的促进作用③塑性变形对磨损和断裂的促进作用8.说出冷冲裁模具最常见的失效形式?P29模具刃口在压力和摩擦力的作用下,最常见的失效形式是磨损9.冷拉伸模的主要失效形式?P30主要失效形式是粘着磨损和磨粒磨损10.冷墩模具的主要失效形式有哪些?P31主要是磨损失效和疲劳断裂失效11.冷挤压分为哪些类型?P31①正挤压②反挤压③复合挤压④径向挤压12.锤锻模的基本失效形式?p33其基本失效形式有:型腔部分的模壁断裂、型腔表面热疲劳、塑性变形、磨损及锤锻模燕尾的开裂13.影响压铸模具的寿命的因素是?P36-37压铸模的寿命主要受压铸件材料融化温度的影响,融化温度越高的材料,压铸时模具的寿命越低14.塑料模具失效的特点?P38①型腔表面的磨损和腐蚀②塑性变形③断裂④疲劳和热疲劳15.模具失效分析的主要任务是什么?P38主要目的是为了避免或减少同类失效现象的重复发生,延长模具的使用寿命,以利提高经济效益16.名词:磨粒磨损粘着磨损疲劳磨损气蚀磨损冲蚀磨损韧性断裂脆性断裂穿晶断裂疲劳断裂沿晶断裂第四章1.影响脆性断裂的基本因素有哪些?P47主要取决于材料本身的性质和健全度以及模具的工作条件,如应力状态、工作温度、加载速度、环境介质等外界因素2.何为断裂韧度?P50断裂韧度K1c是材料抵抗裂纹失稳扩散的抗力指标。
1.模具的分类:(一)按模具所加工材料的再结晶温度分:冷变形模具,热变形模具,温变形模具;(二)按模具加工坯料的工作温度分:冷作模具,热作模具,温作模具;(三)按模具成形的材料分:金属成形用模具,非金属成形用模具。
(四)按模具用途分:冲压模具,锻造模具,挤压模具,压铸模具,拉拔模具,塑料模具,陶瓷模具,橡胶模具,玻璃模具等。
2.模具服役:模具安装调试好后,正常生产合格产品的过程。
模具损伤:模具在使用过程中,出现尺寸变化或微裂纹,但没有立即丧失服役能力的状态。
模具失效:模具受到损坏,不能通过修复而继续服役。
模具的失效分为非正常失效和正常失效。
非正常失效(早期失效)是指模具未达到一定的工业水平下公认的寿命时就不能服役。
早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损等。
正常失效是指模具经大批量生产使用,因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役。
3.磨损分类:根据模具的成形坯料、使用状况,其磨损机理可以分为:磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损。
磨粒磨损: 在工件和模具接触表面之间存在外来硬质颗粒或者工件表面的硬突出物,刮擦模具表面,引起模具表面材料脱落的现象叫磨粒磨损。
主要特征是模具表面有明显的划痕或犁沟,磨损物为条状或切屑状。
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,使模具表面的材料转移到工件上或脱落的现象。
粘着磨损的分类:根据磨损程度,分为:轻微粘着磨损(氧化磨损)和严重粘着磨损(涂抹、擦伤、胶合)。
轻微粘着磨损(氧化磨损):粘结点强度低于模具和工件的强度时发生。
接点的剪切损坏基本上发生在粘着面上,表面材料的转移十分轻微。
4.磨粒磨损的机理:磨料磨损时,作用在质点上的力分为垂直分力和水平分力。
垂直分力使硬质点压入材料表面;水平分力使硬质点与表面之间产生相对位移,硬质点与材料相互作用的结果,使被磨损表面产生犁皱或切屑,形成磨损或在表面留下沟槽。
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。
11、模具寿命的影响因素:模具结构、模具工作条件、模具材料性能、模具制造、模具管理与维护12、圆角半径对模具寿命的影响?采取啥措施?过小的凸模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。
过小的凹模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。
大的圆角半径使模具受力均匀,不易产生裂纹。
模具失效复习题模具失效复习题模具是制造工业产品的重要工具,它的质量和性能直接影响着产品的制造质量和生产效率。
然而,由于长期使用和不当维护等原因,模具会出现失效现象。
本文将通过复习题的形式,探讨模具失效的原因及预防措施。
一、模具失效的原因1. 力学因素:模具在使用过程中承受着巨大的压力和冲击力,长期受力容易导致模具变形、开裂或断裂。
2. 磨损与疲劳:模具在使用过程中会不断与工件接触,摩擦会导致表面磨损,长期使用会引起疲劳失效。
3. 腐蚀与氧化:模具在使用过程中会接触到各种化学物质,如酸、碱等,容易引起腐蚀和氧化。
4. 温度变化:模具在使用过程中会受到温度的影响,温度变化会导致模具的热胀冷缩,进而引起失效。
二、模具失效的预防措施1. 合理设计:在模具设计过程中,应考虑到模具所承受的力学压力和冲击力,合理设计模具结构,增强其抗压能力和抗冲击能力。
2. 材料选择:选择高强度、高硬度、高耐磨性的材料作为模具材料,能够提高模具的使用寿命。
3. 表面处理:对模具表面进行硬化处理,如表面喷涂硬质合金、氮化处理等,能够提高模具的耐磨性和耐腐蚀性。
4. 维护保养:定期对模具进行维护保养,如清洁、润滑等,能够延长模具的使用寿命。
5. 温度控制:控制模具所处的温度范围,避免温度变化过大,减少热胀冷缩对模具的影响。
6. 加工工艺控制:在使用模具进行加工时,要控制加工工艺参数,如切削速度、进给量等,避免对模具造成过大的冲击力和磨损。
三、模具失效的修复方法1. 焊接修复:对于模具表面的小面积损坏,可以采用焊接修复的方法,将损坏部分进行填补,然后进行打磨和抛光。
2. 高温热处理:对于模具的变形和开裂问题,可以采用高温热处理的方法,通过加热和冷却来恢复模具的形状和结构。
3. 表面处理修复:对于模具表面的磨损和腐蚀问题,可以采用表面处理修复的方法,如喷涂涂层、电镀等,来修复模具的表面性能。
4. 零部件更换:对于模具严重损坏的部分,无法修复时,需要更换相应的零部件,以保证模具的正常使用。
一、术语模具的失效:模具受到损坏,不能通过修复而继续服役时称为模具失效。
P10模具的寿命: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的产品件数,称为模具的使用寿命,简称模具寿命。
P9磨损失效:由于表面的相对运动,从接触表面逐渐失去物质的现象称为磨损。
P17粘着磨损:工件与模具表面相对运动时,由于表面凹凸不平,某些接触点局部应力超过了材料的屈服强度发生粘合,粘结的结点发生剪切断裂而拽开,使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象称为粘着磨损。
P19疲劳磨损:两接触表面相互运动时,在循环应力的作用下,使表层金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损或麻点磨损。
P21 断裂失效:模具在工作中出现较大裂纹或部分分离而丧失正常服役能力的现象称为断裂失效。
P23二、基本概念1、寿命与失效的关系是什么寿命由失效界定2、什么是模具正常寿命?P11模具正常失效前生产的合格产品的数目称为模具正常寿命,简称模具寿命S 。
3、什么是正常失效,非正常失效?P11模具经大量的生产使用,因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役时,称为模具的正常失效。
由于工作条件的变化、操作者的使用水平、管理者的失误等原因造成的某些损伤,也会导致模具的失效,称为模具的非正常失效。
4、影响粘着磨损的主要因素有哪些?P20材料性质、材料硬度、模具与工件表面压力、滑动摩擦速度。
5、影响疲劳磨损的主要因素有哪些?P21材料的冶金质量、材料的硬度、表面粗糙度。
6、什么是腐蚀磨损?腐蚀磨损主要有哪两类?P22在摩擦过程中,模具表面与周围介质发生化学或电化学反应,再加上摩擦力的机械作用,引起表层材料脱落的现象叫腐蚀磨损。
腐蚀磨损主要有氧化磨损、特殊介质磨损。
7、?8、什么是变形失效?变形失效主要有哪两类?P23材料受外力的作用就会产生变形。
当变形量超过了模具的精度要求,成型的工件成为次品或废品时会造成模具失效。
变形失效主要有过量弹性失效和塑性变形失效。
一、模具的定义及其意义1、模具的定义模具是用来成型各种工业产品的一种重要工艺装备,是机械制造工业成型毛坯或零件的一种手段,用以限定生产对象的形状和尺寸。
它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。
2、模具的生产意义:⑴用模具成型产品的工艺应用非常广泛。
⑵模具成型制件可实现少、无切削加工。
⑶模具成型具有优质、高产、低能耗和低成本等特点。
⑷模具成型可以缩短产品的生产周期以及提高产品的生产率及利润。
二、模具生产的发展趋势⑴发展精密、高效、长寿命模具。
⑵发展精密、高效、数控自动化加工设备,提高模具制造水平。
⑶发展各种简易模具加工技术。
⑷完善、改进现有模具钢性能,开发新型模具钢种。
⑸发展专业化生产。
⑹模具标准件的使用,缩短制造周期,提高质量及降低成本。
三、模具失效分析(一) 模具失效分析的定义及其意义1.失效分析是对事物认识的一个复杂过程,通过多学科交叉分析,找到失效的原因和解决的措施,达到提高模具寿命的目的。
提高模具的寿命其实就是延缓模具的失效。
2.失效学是研究机械设备的失效诊断、失效预测和失效预防的理论、技术和方法及其工程应用的一门学科。
防止类似失效在模具设计寿命范围内再发生的目的3.失效总是从模具对服役条件最不适应的环节开始,而且失效模具的残骸上必然会保留有失效过程的信息。
(二)模具失效分析的发生条件引起模具失效的因素有内因和外因,内因即材料方面,包括材料品质及加工工艺方面的各种因素;外因即环境方面,包括受载条件、时间、温度及环境介质等多个因素。
任何模具的失效都是在材料的强度、韧性与应力因素和环境条件不相适应的条件下发生的;四、模具的分类及模具成型工艺的分类1.成型工艺分类:普通模锻挤压拉拔冲压压铸塑料成型2.模具分类:1、按模具所加工的材料的在结晶温度分:⑴冷变形模具⑵热变形模具⑶温变形模具2、按模具加料的工作温度分:(1) 冷作模具: 冷(冲、镦、挤)模拉深模、弯曲模、拉丝模、滚丝模(2) 热作模具: 热锻模、压铸模、非金属成型模(3) 温作模具: 温(锻、镦、挤)模、温热旋压模3、按模具成型的材料分:⑴金属成型用模具⑵非金属成型用模具4、按模具的用途分:锻造模具冲压模具拉拔模具压铸模具塑料模具橡胶模具陶瓷模具玻璃模具其他模具五、模具失效的影响因素模具失效的影响因素包括:模具结构、模具工作条件、模具材料、模具制造。
《模具寿命与失效》复习题(2012-11-18)1.名词解释:模具失效、解理断裂、穿晶断裂、软性系数、正断、切断、断裂韧度、材料的健全度、回火抗力、思维导图2.模具失效主要有哪些形式?各在何条件下产生?各有何形态特征?3.模具早期断裂失效的特征是什么?其断口与疲劳断裂的断口特征有何不同?4.产生疲劳断裂裂纹源的途径有哪些?如何防止裂纹源的产生?5.冲裁模不同受力条件下的失效形式有哪些?6. 热锻模工作过程中受哪些力作用?热锻模中的热应力是如何产生的?7. 锻模型腔表面的热粘着磨损是如何产生的?8. 铝合金压铸模的失效形式有哪些?9. 影响压铸模寿命的最大因素是什麽?10.塑料模最常见的失效形式有哪些?11.引起塑料模型腔软化的因素有哪些?12.模具工作温度高于回火温度时,模具工作表面为什麽会软化?13.衡量快速断裂抗力性能采用哪些指标?在不同场合如何选用?14.衡量疲劳断裂失效抗力性能的指标是什麽?15.何为含裂纹材料和无裂纹材料,使用时各应考虑哪些抗力指标?16.引起热疲劳断裂的主要因素和裂纹特征是什么?17.弹性变形抗力、塑性变形抗力指标有哪些?其物理意义是什么?与弹性变形指标和塑性变形指标有何区别?18.模具材料硬度与塑变抗力(屈服强度)有何关系?19.硬度和强度、韧性之间在一定范围有何关系?静强度与疲劳强度有何关系?20.何谓应力腐蚀和疲劳腐蚀?它们有何不同?如何防止?21.回火抗力表示材料在何种工作条件下的抵抗能力?模具回火抗力不足易产生何种失效?22.凹圆角半径与凸圆角半径对模具有何不同影响?23.模具工业发展趋势有哪五个方面?我国目前模具工业现状如何?(与发达国家相比)24.掌握“思维导图”的表达方法。
第一章1、模具成型工艺:普通模锻、挤压、拉拔、冲压、压铸、塑料成型。
2、模具按工作温度分:热作模具、冷作模具、温作模具。
(用加工材料的再结晶温度衡量)3、按模具成型的材料分:金属成型、非金属成型。
第二章1、模具寿命: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的产品的件数,称为模具的使用寿命。
2、影响模具寿命的因素:内在因素:模具的结构、模具的材料、模具的加工工艺。
外在因素:模具的工作条件和使用维护、制品的材质和形状大小等。
3、提高模具寿命:合理地设计模具;正确选材,开发模具新材料,改善原材料质量;采用先进的热处理工艺,提高模具热处理质量;保证加工质量、改进加工设备和工艺,合理使用、维护模具。
4、失效的术语定义:制件报废:模具生产出的制品出现形状、尺寸及表面质量不符合其技术要求的现象而不能使用时称为制件报废。
模具服役:模具安装调试后,正常生产合格产品的过程叫模具服役。
模具损伤:模具在使用过程中,出现尺寸变化或微裂纹、腐蚀等现象,但没有立即丧失服役能力的状态称为模具损伤。
模具失效:模具受到损坏,不能通过修复而继续服役时称为模具失效。
模具失效分为早期失效、随机失效、耗损失效。
第三章1、模具失效常采用按经济法观点和按失效形式及失效机理两种方法分类,前一种是为了明确失效造成损失的法律责任和经济责任,后一种是为了找出失效原因,提出防护措施。
2、按经济法对失效分类:正常耗损失效:模具使用者负责。
模具缺陷失效:模具制造者承担。
误用失效:模具使用者负责受累性失效:3、按失效形式及失效机理分:表面损伤:表面磨损、接触疲劳、表面腐蚀。
过量变形:弹性变形、塑性变形。
断裂:韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、入编断裂、应力腐蚀断裂。
4、磨损失效的类型和机理分为磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损。
磨粒磨损:工件表面的硬突出物或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称为磨粒磨损或磨料磨损。
磨粒磨损机理:微观切削磨损机理、多次塑变磨损机理、疲劳磨损机理、微观断裂磨损机理。
影响磨粒磨损的因素:磨粒尺寸和几何形状、磨粒硬度、模具与工件表面压力、工件厚度。
粘着磨损:工件与模具表面相对运动时,由于表面凹凸不平,某些接触点局部应力超过了材料的屈服强度发生粘合,粘合的结点发生剪切断裂而拽开,使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象称为粘着磨损。
粘着磨损分为:涂抹、擦伤、撕裂、咬死。
影响粘着磨损的因素:材料性质、材料硬度、模具与工件表面压力、滑动摩擦速度。
疲劳磨损:在循环应力的作用下,使表层金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损或麻点磨损。
疲劳磨损分为机械疲劳磨损和冷热疲劳磨损。
影响疲劳磨损的因素:材料的冶金质量、材料的硬度、表面粗糙度。
其他形式磨损:气蚀磨损:由于金属表面的气泡破裂,产生瞬间的冲击和高温、使模具表面形成微小麻点和凹坑的现象称为气蚀磨损。
冲蚀磨损:液体和固体微小颗粒高速落下,反复冲击到模具表面。
使局部材料流失,在金属表面形成麻点和凹坑的现象称为冲蚀磨损。
气蚀磨损和冲蚀磨损是疲劳磨损的一种派生形式,易在注塑模与压铸模中出现。
腐蚀磨损:模具表面与周围介质发生化学或电化学反应,再加上摩擦力的机械作用,引起表层材料脱落的现象叫腐蚀磨损。
腐蚀磨损分为:氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损、微动磨损。
5、过量变形失效:分为过量弹性失效和塑性失效。
塑性失效主要形式:塌陷、鐓粗、弯曲6、断裂失效:模具在工作中出现较大裂纹或部分分离而丧失正常服役能力的现象称为断裂失效。
断裂失效分类:按断裂前的塑性变形大小分为韧性断裂【缩颈现象,断裂前产生明显的宏观塑性变形】、脆性断裂【断裂前变形量小,无明显的塑性变形】。
按断裂裂纹扩展的路径:分为沿晶断裂(沿晶界断裂,呈冰糖块状)、穿晶断裂(穿过晶粒内部的断裂,呈河流状)、混晶断裂(两者都有)。
按断裂机理分为:一次性断裂、疲劳断裂。
按断裂面对应力的取向分为:正断、切断。
正断:断口的宏观表面垂直于最大正应力或最大正应变方向的断裂。
切断:断口的宏观表面平行于最大正应力或最大正应变方向的断裂。
7、模具的工作条件与失效形式冷作模具的工件条件与失效形式:冷作模具分为:冷冲裁模、冷拉深模、冷挤压模、冷鐓模。
冷冲裁模的失效形式主要是磨损、还会发生崩刃或局部断裂,当d比t的值较小时,还会引起冲头的宏观塑性变形或折断。
冷拉深模的失效形式主要是粘着磨损和磨粒磨损。
冷鐓模的失效形式主要是磨损失效和疲劳断裂失效。
冷挤压模分为:正挤压(坯料的流动方向与凸模运动方向相同)、反挤压、复合挤压、径向挤压。
热作模具的工作条件与失效形式热作模具分为:锤锻模、压力机锻模、热挤压模、热冲裁模、压力铸造模。
锤锻模失效形式:型腔部分的模壁断裂、型腔表面热疲劳、塑性变形、磨损及锤锻模燕尾的开裂。
影响模具热疲劳的因素有:材料的热疲劳系数、材料的抗氧化性、氧化层。
压力机锻模的失效形式主要有:脆性断裂失效、冷热疲劳失效、塑料变形失效、磨损失效以及模具型腔的表面氧化腐蚀失效等。
热挤压模失效形式主要有刃口的热磨损失效、崩刃失效、卷边失效和断裂失效等。
塑料模具的工作条件与失效形式塑料模分为:注射模、压缩模、压注模、挤出模、气动成型模。
塑料模的失效形式:型腔表面的磨损和腐蚀、塑性变形、断裂、疲劳和热疲劳。
8、模具失效分析的方法模具失效分析的任务:判断模具失效的性质、分析模具失效的原因、提出防止或延迟磨具失效的具体措施。
模具失效分析应从以下方面考虑:合理选择模具材料、合理设计模具结构、保证加工和装配质量、样控制模具材料的质量、采用表面强化工艺、合理使用,维护和保养模具。
模具失效分析方法和步骤:现场调查,断裂件的收集和处理、模具材料,制造工艺和工作情况调查、模具的工作条件和断裂状况分析、断口分析、断裂原因综合分析和判定、提出防护措施。
模具失效分析的基本实验技术介绍:借助体视显微镜、金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针、x 射线。
第四章1、材料抵抗过量变形失效的性能指标弹性变形的抗力指标:刚度(越大,越不容易弹性变形)用弹性模量E 和切变模量G 作为材料的刚度指标。
塑性变形的抗力指标:屈服强度s δ2、快速断裂失效的抗力指标正断抗力k S :衡量材料抵抗正断的性能指标。
剪切抗力k τ:衡量材料抵抗切断的性能指标。
断裂的三种情况:max δ>k S ,max τ<k τ时,材料发生正断,脆性断裂。
先使max τ>s τ,然后使max τ>k τ,max δ<k S ,材料先发生塑性变形,然后发生切断,脆性断裂。
先使max τ>s τ,然后max δ>k S ,最后max τ<kτ,材料先发生塑性变形,然后正断,韧性断裂。
软性系数 max max ταδ=,α越大,应力状态越软,发生韧性断裂的倾向越大,反之,应力状态越硬,材料倾向于脆性断裂。
c T 称为韧脆转变温度。
凸模材料的抗压强度和抗弯强度可以反映凸模过载时的断裂抗力。
3、裂纹扩展的基本形式:张开型、滑开型、撕开型。
张开型裂纹扩展最危险,最容易引起脆性断裂。
4、Ic K 被称为材料的平面应变断裂韧度。
Ic K 是材料抵抗裂纹失稳扩展的抗力指标。
又称临界应力强度因子。
5、一定的金属材料仅在某些特定的腐蚀介质中才发生应力腐蚀断裂。
6、疲劳断裂失效的抗力指标:循环应力的特性是由平均应力m δ、应力半幅a δ(根本原因)、应力比R 决定的。
m δ=max min2δδ+a δ=max min 2δδ- R=min maxδδ 造成疲劳的根本原因是循环应力中的交变分量a δ7、实际中采用疲劳极限作为疲劳断裂失效的抗力指标。
8、通常采用最易实现的旋转弯曲疲劳试验来测定在正弦波对称循环应力下光滑试样的断裂周次。
9、疲劳极限1δ-【弯曲旋转,疲劳实验】10、影响疲劳强度的因素:应力集中的影响(最主要的)、表面状态的影响、尺寸因素的影响、材料本身的影响。
11、材料磨粒磨损的抗力指标:磨粒磨损分为低应力磨粒磨损和高磨粒磨损12、模具材料性能指标的测试方法:拉伸实验:e δ弹性极限:材料产生弹性变形能力的衡量指标。
s δ屈服极限:材料抵抗微量塑性变形能力的衡量指标。
b δ抗拉强度:材料抵抗断裂能力的衡量指标。
E 刚度:材料抵抗弹性变形能力的衡量指标。
δ延伸率、断面收缩率ψ:材料产生塑性变形能力的衡量指标。
扭转试验:材料的扭转屈服强度s τ、扭转强度极限b τ、切变模量G 和切应力γ力学性能指标。
扭转试验时试样截面的应力分布为表面最大,越往心部越小。
硬度试验和硬度指标常用方法为压入法硬度分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、努氏硬度。
布氏硬度(HBS):用淬火钢球或硬质合金球压入试验表面,求压痕的表面积S 。
HB 越高,材料越硬。
280HBS10/3000/30表示用10mm 淬火钢球,在3000kgf 载荷作用下保持30s 时测得的硬度值280。
要保证在不同的试验条件下测得同一材料的布氏硬度值相同的两个条件:压入角ϕ为常数、保证2/F D 为常数。
洛氏硬度(HRC):测量压痕深度值的大小来表示材料的硬度值。
维氏硬度(HB):压头是两相对面夹角α=136的金刚石四棱锥体。
640HV30/20表示在30kgf 载荷作用下,持续20s 测得的维氏硬度为640.努氏硬度与维氏硬度的区别有两点:压头形状不同、努氏硬度值不是试验力除以压痕表面积之商值,而是除以压痕投影面积之商值。
布氏硬度原理:用一定大小的载荷把直径为d 的淬火钢球压入试样表面,保持规定时间后卸除载荷,测量试样表面的残留压痕直径d ,求压痕的表面积S 。
优点:压痕面积较大,能反映材料在较大区域内各自组成相的平均性能。
缺点:压痕面积较大,不宜采用在成品件上直接进行检验,测量压痕直径比较麻烦。
280HBS/10/3000/30:表示在3000kgf 载荷作用下保持30s 使测得硬度值为280。
洛氏硬度原理:是以测量压痕深度值的大小来表示材料的硬度值。
优点:操作简便迅速,压痕小,可对工件直接进行检验,采用不同标尺可测定各种软硬不同和薄厚不一试样的硬度。
缺点:压痕较小,代表性差,尤其是材料的偏析及组织不均匀等情况,使得所测硬度至的重复性差。
维氏硬度原理:根据压痕单位面积所承受的载荷来计算硬度值,所用的压头是两相对面夹角136°的金刚石四棱锥体。
优点:角骓压痕清晰,采用对角线长度计量,精确可靠,缺点:测定方法麻烦,工作效率低,压痕面积小,代表性差,不宜用于成批生产的常规经验。
640HV30/20:表示在30kgf 载荷作用下,持续20s 测得的维氏硬度为640。
冲击韧性及低温脆性:冲击弯曲试验:一次冲击试验、多次冲击试验。