模具钢材选材不合理引起的模具失效

金属塑性变形加工的工艺方法较多，对模具钢材的要求也各有所异。为满足在各种加工条件下对模具钢材的性能要求，必须根据具体的使用条件来合理地选择。如果模具钢材选择不合理，模具就不能胜任实际使用中的苛刻条件，常常发生早期失效，降低模具的使用寿命，影响正常生产。下面就模具的实际使用条件说明预防措施。

      ①模具的高温硬度太低锅炉冷凝管热挤压模具采用3Cr2W8V'钢制造，经1100"C淬火、5800C回火后，模具的硬度为48^52HRC,使用中模具型腔处出现严重擦伤，测定模具使用后沿断面的硬度分布，发现模具工作带的硬度已大大地下降，仅为15^37HRC。分析其原因是模具与高温坯料接触，使型腔表面温度升高到700~7500C，因而模腔显著地软化而造成模具的塌陷.其局部又被坚硬的氧化皮划成沟槽。这一事实充分说明，3Cr2W8V钢的高温硬度与高温强度较低，已不能满足高温用热挤压模具的要求。

预防措施:对于黑色金属热挤压模具应采用高温硬度与强度均较高的高温合金，如GH3, GH3Z, GH4Z等。但高温合金价格昂贵，成本太高，工厂一般难以采用。因此，在只能使用钢材的情况下，如果用奥氏体型热作模具钢，如5Mn15Cr8Ni5Mo3V2, 7Mn10Cr8NilOMo3V2等都会有好效果。

      ②模具的冷热疲劳性能差铜压铸用模具过去普遍采用3Cr2W8V钢制造，模具经11000C淬火和580℃回火后，硬度为48~52HRC，这类压铸模在实际使用中寿命仅为3000~500。次，均因型腔面上产生严重龟裂而失效。

      模具龟裂的原因是:在铜压铸时，液态的温度高达1000℃左右，3Cr2W8V钢的含钨量高，韧性较差，冷热度疲劳性能低，因而模具在反复的急冷急热作用下容易产生热龟裂，裂纹扩展也比较迅速，致使模具失效。

预防措施是改用冷热疲劳性好的、含5%铬的热作模具钢4Cr5MOSiV1做铜合金压铸模，其热龟裂可以显著地减少

      ③模具的疲劳强度低在模锻锤上采用SC,NiMo钢制造汽车前梁的锻模，模具按正常工艺进行热处理，该模具仅生产了245件就因下模型槽出现裂纹而报废。经分析认为，锻模在服役中其型槽受到周期性的外力作用，因而产生交变应力，这种应力集中在模底根部过渡面相接的圆角处。当该应力超过锻模材料的弹性极限时，材料因机械疲劳而产生裂纹。随着锻锤的继续锻打，裂纹向纵方向不断扩展并延伸到钳口处，从而使模具报废。

预防措施是:由于5C,NiMo钢的疲劳强度较低。可采用具有较高疲劳强度的4C,SMoSiV钢来制造这种锻模，模具寿命将得到显著地提高。

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