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冷作模具断裂失效后如何补救

发布时间:2022-12-08 23:45:41

⑴ 模具发生偶然失效的原因是什么并举例说明

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。

⑵ 如何解决冷挤压过程中下凸模频繁被拉断的问题各位大

金属的挤压成型是在强烈的三向压应力状态下完成的,凸模既受强大的压应力,又受各种不均衡侧向力,在回程时瞬间易引起断裂,受力复杂的凸模,特别是在凸模尺寸变化处应力集中,易产生脆性断裂,而凹模有胀裂的可能以及由于金属剧烈流动而引起模腔严重磨损。冷挤压模具的结构尺寸、工艺、模具加工、润滑都对模具寿命有很大影响,但首先要重视选材和热处理工艺。传统的冷挤压模具材料有:T10A、CrWMn、60Si2Mn、Crl2、Crl2MoV、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等钢,使用过程都发现凸模易折断,凹模易胀裂,这表明了强韧性较差。用国产新型模具钢如:基体钢6W6(6W6Mo5Cr4V2)、LD(7Cr7Mo2V2Si)、65Nb (6Cr4W3Mo2VNb)、012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)、RM2(5Cr4W5Mo2V)、LM1(65W8Cr4VTi)、LM2(65Cr5Mo3W2VSiTi)以及高碳低合金钢GD(6CrNiSiMnMoV)、CH-1(7CrSiMnMoV)等可大大提高强韧性,其耐磨性可通过表面处理来达到。冷挤压模具选用老钢种时,可采用与提高厚板冲裁模强韧性的相同措施来解决,例如重载冷挤压凸模常用高速钢制作,抗压强度和耐磨性都很好,缺点是韧性差,易脆断,降低淬火温度或减少高速钢中的碳化物可提高高速钢的断裂抗力。新型就是一个例子。在加工两端带有凹坑的冷挤压件时,原用Wl8Cr4V钢制作凸模、Cr12MoV钢制作凹模,寿命为1万多件,模具为断裂失效。

⑶ 冷作模具钢应具备哪些特性

冷作模具钢普遍具备:高硬度、高耐磨、高抗压强度、淬火性能佳。

冷冲模、冲压模、拉丝模、挤压模等等都是冷作模具钢。

⑷ 冷作模具钢与热作模具钢成分有什么区别为什么

一、区别:

1、含碳量不一样:冷作模具钢的含碳量一般在1.45%~2.30%;热作模具钢的含碳量在0.3%~0.6%;

3、含铬量不一样:冷作模具钢含铬量为11%~13%;热作模具钢的含铬量根据合金钢性能不同而不同;

3、其他元素加入不完全一样:冷作模具钢多采用加入碳化物形成元素,例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金钢;热作模具钢加入的合金元素有Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素。


二、原因:

1、热作模具钢加入合金元素中Cr、Mn、Si、Ni合金元素的作用是强化铁素体和提高淬透性,W、Mo合金元素是为了防止回火脆性,Cr、W、Si合金元素能提高相变温度,使模具在交替受热与冷却过程中不致发生相变而发生较大的容积变化,从而提高其抗热疲劳的能力。

2、冷作模具钢通常在成分上以高碳为主,以满足高硬度和高耐磨性的需要。如果为了提高模具抗冲击能力,需增加韧性时,可选用中碳钢,这时可借用热作模具钢来代替。在冷作模具钢中加入合金元素时,主要是为了提高淬透性和耐磨性,对于耐磨性要求高的模具,多采用加入碳化物形成元素,例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金钢。



(4)冷作模具断裂失效后如何补救扩展阅读

一、由于热作模具长时间处于高温高压条件下工作,因此,要求模具材料具有高的强度、硬度及热稳定性,特别是应有高热强性、热疲劳性、韧性和耐磨性。

二、热作模具在工作时承受着很大的冲击力,模腔和高温金属接触,反复地加热和冷却,其使用条件极其恶劣。为了满足热作模具的使用要求,热作模具钢应具备下列基本特性:

(1)较高的高温强度和良好的韧性。热作模具,尤其是热锻模,工作时承受很大的冲击力,而且冲击频率很高,如果模具没有高的强度和良好的韧性,就容易开裂。

(2)良好的耐磨性能,由于热作模具丁作时除受到毛坯变形时产生摩擦磨损之外,还受到高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨,所以需要热作模具钢有较高的硬度和抗黏附性。

(3)高的热稳定性。热稳定性是指钢材在高温下可长时间保持其常温力学性能的能力。热作模具工作时,接触的是炽热的金属,甚至是液态金属,所以模具表面温度很高,一般为400~700℃。这就要求热作模具钢在高温下不发生热化,具有高的热稳定性,否则模具就会发生塑性变形,造成堆塌而失效。

(4)优良的耐热疲劳性,热作模具的工作特点是反复受热受冷,模具一时受热膨胀,一时又冷却收缩,形成很大的热应力,而且这种热应力是方向相反,交替产生的。在反复热应力作用下,模具表面会形成网状裂纹(龟裂),这种现象称为热疲劳,模具因热疲劳而过早地断裂,是热作模具失效的主要原因之一。所以热作模具钢必须要有良好的热疲劳性。

(5)高淬透性。热作模具一般尺寸比较大,热锻模尤其是这样,为了使整个模具截面的力学性能均匀,这就要求热作模具钢有高的淬透性能。

(6)良好的导热性。为了使模具不致积热过多,导致力学性能下降,要尽可能降低模面温度,减小模具内部的温差,这就要求热作模具钢要有良好的导热件能。

(7)良好的成形加工工艺性能,以满足加工成形的需要。

⑸ 说明冷作模具的强韧化处理工艺有哪些

冷作模具钢的强韧化处理工艺主要包括:低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温和分级淬火等。

(1)冷作模具钢的低温淬火工艺;

(2)冷作模具钢的高温淬火工艺;

(3)冷作模具钢的微细化处理;

(4)冷作模具钢的分级淬火和等温淬火;

(5)其它强韧化处理方法。



(5)冷作模具断裂失效后如何补救扩展阅读

冷作模具钢选用时需考虑加工方法、应力状态、成形加工对象的材料性质、生产数量、板材厚度等,此外模具的大小及尺寸精度也是不可忽略的因素。

负荷较小或小批量生产时使用低合金工具钢(SKS),负荷较大或大批量生产时使用冷作模具钢(SKD),负荷更大时选用高速工具钢及粉末高速工具钢。

适用于耐磨场合的有冷作模具钢、高速工具钢及高合金高速工具钢,适用于耐冲击场合的有8Cr-2Mo系模具钢和基体型高速工具钢。

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