深度解读冷挤压模具的失效形式与产生原因

    冷挤压模具的工作条件极其恶劣，凸模与凹模的受力情况随着挤压方法的不同而有差异，正挤压凸模主要承受压应力的作用，而反挤压凸模或复合挤压凸模，在工作行程时，承受很大的压应力，在回程时则承受较小的拉应力，二者之间的拉、压应力是交替变化的。与此同时，正挤压中和反挤压中往往还受到偏心负载的弯曲应力的作用，可见冷挤压模具的受力状态是比较复杂的。
    工作过程中的凹模的内壁承受着较大的内应力作用，故使其圆周方向上作用着较大的拉应力，冷挤压成形的时间很短，模具承受着交变的冲击载荷作用，加上冷挤压过程红的热效应以及模具工作表面受到剧烈的摩擦作用，挤压件的温度高达300~400℃，故模具本身承受着冷热交变应力的作用。
    冷挤压模具的失效大致可分为两类，即早期失效和正常失效，通常将由于模具的冲击破裂、塑性变形、黏附以及过早的磨损和开裂等造成的失效称为早期失效，而对于达到正常寿命后的模具的磨损或疲劳开裂、热裂等失效称为正常失效，因此对于模具的失效应进行正确的分析与研究，分清产生的原因，以利于采取必要的措施与手段，提高和延长模具的使用寿命与精度。无锡瀚超专业销售高性能冷挤压模具钢，包括：LD(7Cr7Mo2V2Si)、65Nb(6Cr4W3Mo2VNb)、W9(W9Mo3Cr4V)、W18Cr4V、GM(9Cr6W3Mo2V2)、W6Mo5Cr4V2、6W6Mo5Cr4V、Cr5Mo1V、火焰钢CH-1(7CrSiMnMoV)、GD(6CrNiMnSiMoV)、LM1(65W8Cr4VTi)、LM2(65Cr5Mo3W2VSiTi)等，与国内多家失效分析网点单位保持良好的合作关系，提供冷挤压模具失效解决方案“一站式”服务。以下是冷挤压模具常见的失效形式与产生原因：
⒈“劈裂”式破裂，其产生原因为模具达到屈服强度，使凸模的长度缩短而直径有所增大，表现在凸模的工作端面最为明显，凸模的圆周长增加产生了拉应力，造成与拉应力垂直的方向上产生拉裂纹，最后裂纹扩展超过中心而完全裂开。
⒉“脫帽”式破裂是凸模的工作端面承受拉应力使端部折断，与凸模的几何形状不合理、磨损过大、脱料时被制品紧紧抱住以及模具的韧性不足等有关。
⒊弯曲、镦粗变形和破断，由模具的强度不足、模具的装配不良等造成。
⒋擦伤多半是由模具热处理时表面脱碳，基体硬度低等引起的。
    模具的早期失效的外部检查应包括以下内容：工艺的制订与执行情况；凸模有无镦粗、弯曲，凹模有无塌陷、内孔扩大等；模具表面有无折叠、斑疤、刀痕以及刮伤等；检查模具的结构形状是否合理；检查断口表面的纹斑和特征，鉴别是韧性断裂、脆断，还是疲劳断裂等；检查模具表面有无黏附、腐蚀、磨损和麻点等损伤情况。而对于模具的内部检查则应为以下几个方面：断口分析采用光学显微镜或扫描电镜等了解断口的微观特征，进行理化检验，即通过无损探伤、化学成分分析、金相分析以及力学性能检验等四种常用检验手段，来分析断口产生失效的原因。
    出现早期模具失效的原因与人、机、料、法、环和检等密切关联，统计资料显示，模具的失效往往是几个因素综合作用的结果，因此在进行系统分析时，应充分考虑各个因素之间的相互影响和有机联系。由国内外冷挤压模具的早期失效的统计数据可以看出，模具的早期失效的主要原因多半是由于原材料的质量不好、热处理工艺、锻造工艺以及机械加工工艺不当，以及使用方法以及设计不合理等，因此在生产实践过程中，要从以上几个方面采取有效的预防措施，才能避免模具过早失效，从而延长模具的使用寿命。

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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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