核心提示：模具的失效是指模具丧失了正常工作的能力,其生产出来的产品已成为废品。模具的基本失效形式主要有断裂及开裂、磨损、疲劳及冷热疲劳、变形、腐蚀。本文将介绍模具爆裂的九大原因以及5种失效形式。

一、模具爆裂的九大原因

1.模具材质：模具材质不好在后续加工中容易碎裂。

2.热处理:淬火回火工艺不当产生变形。

3.模具表面处理：模具研磨平面度不够,产生挠曲变形。

4.设计工艺:模具强度不够,刀口间距太近,模具结构不合理,模板块数不够无垫板垫脚。

5.线割处理不当:拉线线割,间隙不对,没作清角。

6.冲床设备的选用:冲床吨位,冲裁力不够,调模下得太深。

7.脱料不顺:生产前无退磁处理,无退料梢;生产中有断针断弹簧等卡料。

8.落料不顺:组装模时无漏屎,或滚堵屎,垫脚堵屎。

9.生产意识:叠片冲压,定位不到位,没使用吹气枪,模板有裂纹仍继续生产。

模具爆裂如何防范：

1、冲压设备

冲压设备(如压力机)的精度与刚性对冲模寿命的影响极为重要。冲压设备的精度高、刚性好，冲模寿命大为提高。尤其足小间隙或无间隙冲模、硬质合金冲模及精密冲模必须选择精度高、刚性好的压力机，否则，将会降低模具寿命，严重者还会损坏棋具。

2、模具设计

(1)模具的导向机构精度。为提高模具寿命，必须根据工序性质和零件精度等要求，正确选择导向形式和确定导向机构的精度。

(2)模具(凸、凹模)刃口几何参数。凸、凹模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压件成形有较大的影响，而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。精度要求较高的，宜选较小的间隙值;反之则可适当加大间隙，以提高模具寿命。

3、冲压工艺

(1)冲压零件的原材料。

①尽可能采用冲压工艺性好的原材料，以减少冲压变形力；

②冲压前应严格检查原材料的牌号、厚度及表面质量等，并将原材料擦拭干净，必要时应清除表面氧化物和锈迹；

③根据冲压工序和原材料种类，必要时可安排软化处理和表面处理，以及选择合适的润滑剂和润滑工序。

(2)排样与搭边。

不合理的往复送料排样法以及过小的搭边值往往会造成模具急剧磨损或凸、凹模啃伤。必须根据零件的加工批量、质量要求和模具配合间隙，合理选择排样方法和搭边值，以提高模具寿命。

4、模具材料

①材料的使用性能应具有高硬度(58~64HRC)和高强度，并具有高的耐磨性和足够的韧性，热处理变形小，有一定的热硬性;

②工艺性能良好。

5、热加工工艺

的热加工质量对模具的性能与使用寿命影响甚大。

(1)锻造工艺。这是模具工作零件制造过程中的重要环节。应严格控制锻造温度范围，制定正确的加热规范，采用正确的锻造力法，以及锻后缓冷或及时退火等。

(2)预备热处理。应视模具工作零件的材料和要求的不同分别采用退火、正火或调质等预备热处理工艺，以改善组织，消除锻造毛坯的组织缺陷，改善加工工艺性。

(3)淬火与回火。这是模具热处理中的关键环节。冲模淬火加热时特别应注意防止氧化和脱碳，应严格控制热处理工艺规范，在条件允许的情况下，可采用真空热处理。淬火后应及时回火，并根据技术要求采用不同的回火工艺。

(4)消应力退火。对于精度要求高的模具，在磨削或电加工后还需经过消应力回火处理，有利于稳定模具精度，提高使用寿命。

6、加工表面质量

①模具工作零件加工过程中必须防止磨削烧伤零件表面现象，应严格控制磨削工艺条件和工艺方法(如砂轮硬度、粒度、冷却液、进给量等参数)；

②加工过程中应防止模具工作零件表面留有刀痕。夹层、裂纹、撞击伤痕等宏观缺陷。这些缺陷的存在会引起应力集中，成为断裂的根源，造成模具早期失效；

③采用磨削、研磨和抛光等精加工和精细加工，获得较小的表面粗糙度值，提高模具使用寿命。

7、表面强化处理

为提高模具性能和使用寿命，模具工作零件表面强化处理应用越来越广。常用的表而强化处理方法有：液体碳氮共渗、离子渗氮、渗硼、渗钒和电火花强化，以及化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)和在盐浴中向工件表面浸镀碳化物法(TD)等。

8、线切割变质层的控制

冲模刃口多采用线切割加工。由于线切割加工的热效应和电解作用，使模具加工表面产生一定厚度的变质层，造成表面硬度降低，出现显微裂纹等，致使线切割加工的冲模易发生早期磨损，直接影响模具冲裁间隙的保持及刃口容易崩刃，缩短模具使用寿命。因此，在线切割加工中应选择合理的电规准，尽量减少变质层深度。
9、正确使用和合理维护

为了保护正常生产，提高冲压件质量，降低成本，延长冲模寿命，必须正确使用和合理维护模具，严格执行冲模“三检查”制度(使用前检查，使用过程中检查与使用后检查)，并做好冲模与维护检修工作。

 
二、致模具失效的原因分析

从目前的实际情况来看,导致模具失效的原因主要有以下五种:塑性变形失效;磨损失效;疲劳失效;冷热疲劳失效;综合因素影响下的失效。






 
(1) 塑性变形失效

主要是由于模具材料的强度水平不高;或是热处理工艺不正确,未能达到钢材的最佳强韧性;模具使用不当引起局部超载发生;对于热作模具高温软化也会导致模具发生热塑性变形失效。塑形变形失效可以导致模具产生变形,从而最终影响锻件质量。









(2) 模具的磨损失效

造成模具磨损失效的根本原因就是模具与坯料间的摩擦。但磨损的具体形式和磨损过程则与许多因素有关;模具在工作过程中的压力、温度、坯料变形速度和润滑状况等。对于热作模具,由于其型腔表面受高温软化而耐磨性下降,加上氧化皮本身也起到磨料的作用,就决定了其磨损过程显得更为复杂。模具的磨损失效主要导致了锻模产生磨损,影响了锻件精度。







 
 
(3) 模具的疲劳失效

模具疲劳失效的根本原因就是应力集中和循环载荷。尽管模具受到的载荷有时明显低于其屈服强度,但由于局部的应力集中,使低的载荷下,在应力集中处仍然会形成微裂纹。而模具通常都在高强度和低塑性状态下服役,当微裂纹形成后,在模具所受的循环载荷作用下,微裂纹很容易扩展并最终导致疲劳断裂。

(4) 模具的冷热疲劳失效

对于热作模具,工作时由于与热的坯料互相作用,引起了模具表面温度常升至600~900℃的范围。为了不使模具的强度下降,必须要对脱模后的模具喷洒冷却剂,使其降温。这样周而复始,是模具表面反复经历急冷急热的过程,于模具表面便累积了相当的循环热应力,该应力最终以冷热疲劳的方式进行释放,形成冷热疲劳裂纹。至于高温氧化、冷却剂的腐蚀以及模具与高温坯料间的摩擦作用则更是加速了冷热疲劳的这一过程。

(5) 综合因素影响下的失效

模具由于实际工作条件极为复杂,因此,一副模具上常同时可出现多种损伤形式。这些损伤一旦出现,彼此间又可能互相促进,最终将加速模具的失效。 查看全部