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山東模具加工廠談模具失效的原因

瀏覽次數:365    發表時間:2017-02-12 15:11:44

山東模具加工廠介紹模具在生產應用過程中,經常發生各種不同情況的失效,浪費大量的人力、物力,影響生產進度。失效的基本形式可分為:塑性變形;磨損;疲勞;斷裂。

(1)塑性變形
山東模具加工廠談到塑性變形即承受負荷大于屈服強度而產生的變形,如凹模出現型腔塌陷、型孔擴大、棱角倒塌陷以及凸模出現鐓粗、縱向彎曲等。尤其熱作模具,其工作表面與高溫材料接觸,使型腔表面溫度往往超過熱作模具鋼的回火溫度,型槽內壁由于軟化而被壓塌或壓堆。低淬透性的鋼種用作冷鐓模時,模具在淬火加熱后,對內孔進行噴水冷卻產生一個硬化層。模具在使用時,如冷鐓力過大,硬化層下面的基底抗壓屈服強度不高,模具孔腔便被壓塌。在硬度相同的情況下,不同化學成分的鋼具有的抗壓強度不同。

(2)磨損失效
山東模具加工廠介紹磨損失效是指刃門鈍化、棱角變圓、平面下陷、表面溝痕、剝落粘膜(在摩擦中模具工作表而粘了些坯料金屬)。另外,凸模在工作中,由于潤滑劑燃燒后轉化為高壓氣體,對凸模表面進行劇烈沖刷,形成氣蝕。冷沖時,如果負荷不大,磨損類型主要為氧化,磨損也可為某種程度的咬合磨損,當刃口部分變鈍或沖壓負荷較大時,咬合磨損的情況會變得嚴重,而使磨損加快,模具鋼的耐磨性不僅取決于其硬度,還決定于碳化物的性質、大小、分布和數量,在模具鋼中,目前高速鋼和高鉻鋼的耐磨性較高。但在鋼中存在有嚴重的碳化物偏析或大顆粒的碳化物情況下,這些碳化物易剝落,而引起磨粒磨損,使磨損加快。較輕冷作模具鋼(薄板沖裁、拉伸、彎曲等)的沖擊,載荷不大,主要為靜磨損。在靜磨損條件下,模具鋼的含碳量多,耐磨性就大。在沖擊磨損條件下(如冷鐓、冷擠、熱鍛等),模具鋼中過多的碳化物無助于提高耐磨性,反而因沖擊磨粒磨損,而降低耐磨性。研究表明,在沖擊磨粒磨損條件下,模具鋼含碳量以O.6%為上限,冷鐓模在沖擊載荷條件下工作,如模具鋼中碳化物過多,容易固沖擊磨損而山現表面剝落。這些剝落的硬粒子將成為磨粒,加快磨損速度。熱作模具的型腔表面,由于高溫軟化而使耐磨性降低,此外,氧化鐵皮也起到磨料的作用,同時還有高溫氧化腐蝕作用。

(3)疲勞失效
山東模具加工廠談到疲勞失效指精密模具某些部位經過一定的服役期,萌生了細小的裂紋,并逐漸向縱深擴展,擴展到一定尺寸時,嚴重削弱模具的承載能力而引起斷裂。疲勞裂紋萌生于應力較大部位,特別是應力集中部位(尺寸過渡、缺口、刀痕、磨損裂紋等處),疲勞斷裂時斷門分兩部分,一部分為疲勞裂紋發展形成的疲勞處破裂斷面,呈現貝殼狀,疲勞源位于貝殼頂點。另一部分為突然斷裂,呈現不平整粗糙斷面。使模具發生疲勞損傷的根本原因為特環載荷,凡可促使表面拉應力增大的因素均能加速疲勞裂紋的萌生。冷作模具在高硬狀態下工作時,模具鋼具有很高的屈服強度和很低的斷裂韌性。高的屈服強度有利于推遲疲勞裂紋的產生,但低的斷裂韌性使疲勞裂紋的擴展速率加快和臨界長度減小,使疲勞裂紋擴展循環數大大縮短,因此,冷作模具疲勞壽命主要取決于疲勞裂紋萌生時間。熱作模具一般在中等或較低的硬度狀態下服役,模具斷裂韌性比冷作模具高得多,因此,在熱作模具中,疲勞裂紋的擴展速度低于冷作模具,臨界長度大于冷作模,熱作模具疲勞裂紋的亞臨界擴展周期較冷作模長得多,但熱作模具表面受急冷,急熱很易萌生冷熱疲勞裂紋,熱作模具的疲勞裂紋萌生時間比冷作模短得多,因此,許多熱作模其疲勞斷裂壽命主要取決于疲勞裂紋擴展的時間。

(4)斷裂失效
山東模具加工廠談到斷裂失效常見形式有:崩刃、腡齒、劈裂、折斷、脹裂等,不同模具斷裂的驅動力不同。冷作模具、所受的主要為機械作用力(沖壓力)。熱作模所受除機械力外,還有熱應力和組織應力,有許多熱作模具的工作溫度較高,又采用強制冷卻,其內應力可遠遠超過機械應力,因此,許多熱作模的斷裂主要與內應力過大有關。

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