冷冲压模具和冷冲裁模具的使用寿命与失效方式

    冷冲裁模具是用于冷冲压加工的分离工序，主要是各种板料的冲切成形，其主要的工作部分为凸模（即冲头）、凹模的刃口，它们对板材加压，完成对其的剪切。
    板料的冲裁过程分为三个阶段，是依靠刃口完成冲裁的，其形状与刃口的轮廓一致。其中从第二阶段开始就存在模具刃口的侧面和端面与板材发生摩擦的作用。
    模具刃口部位的受力，冲头（上模或凸模）和凹模的刃口侧面与端面受到的摩擦力和压力的作用，模具在工作过程中刃口受到的力主要有正压力、侧压力、摩擦力以及弯曲应力等。如果板材的力学性能和厚度不变，则影响摩擦力的主要因素是冲头与凹模间的间隙的大小，间隙愈小则摩擦力愈大，刃口的磨损将加剧，反之则刃曰端面与板材的接触面积减小，将造成刃口承受的压应力急剧增大，可能造成刃口发生塑性变形而提前钝化。
    合理选择冷冲压、冷冲裁模具钢，制定最佳的制造工艺流程和热处理工艺方案，可以防止模具早期失效或非正常失效，延长模具寿命。无锡瀚超实际应用证明，火焰钢CH-1(7CrSiMnMoV)、中合金高韧性钢Cr5Mo1V、高强韧性冷作模具钢LD(7Cr7Mo2V2Si)、ER5(Cr8MoWV3Si)、国产DC53等，是目前应用效果较佳的冷作模具钢钢种。高端模具可以选择进口高性价比模具钢：日本大同DC53、DCMX、DCLT等。
    影响冷冲压模具和冷冲裁模具使用寿命的因素有模具刃口受力的大小、板材的厚度以及硬度等，通常而言，冲头的压力大于凹模，设冲头工作部分的直径为d，板材厚度为t，事实表明，d/t二者的比值越小，则冲头的压力越大，其使用寿命越低。
    模具刃口在压力和摩擦力的作用下，其常见的失效形式为磨损、崩刃和局部断裂等，磨损使刃口变钝，棱角变圆，甚至产生表面的剥落等。这可通过对刃口的修复而继续使用，在众多的影响因素中，板材的厚度对于模具负荷的影响较大，故将其分为薄板冲裁模(t≤1.5mm)和厚板冲裁模(t>l.5mm)，薄板冲裁模受力较小，磨损为主要的失效形式；厚板冲裁模受力较大，除了发生磨损外，也可能发生崩刃、局部断裂等，另外当d/t比值较小时，有可能发生冲头的宏观塑性变形或折断等。
    从模具的刃口损伤过程分析，其磨损分为初始磨损、稳定磨损和剧烈磨损三个阶段，在服役过程中，从刃口局部的塑性变形，到其摩擦磨损和最后的疲劳损坏，是一个逐步加剧的过程。一般而言，影响模具磨损的主要因素为：冷冲压、冷冲裁模具钢与板材的成分、组织与性能，模具和坯料的表面状态以及粗糙度，模具的工作条件如冲裁力、冲裁速度、工作温度以及润滑条件，设备的精度等。

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资料来源：无锡市瀚超特殊钢有限公司合金模具钢营业部
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