冷冲模的失效模式与分析

我们采用金相显微分析和硬度测试的方法研究了冷冲模具失效的原因，提出了提高模具寿命的有效措施。研究表明，通过优化热处理工艺和加工工艺，材料选择更加合理，模具的使用寿命可以大大提高。冷冲模具的寿命是影响工业生产效率的关键因素未能改善。通常导致模具失效的因素包括早期失效，如碎裂和断裂，或模具严重变形而不再使用。如何提高模具的使用寿命已成为模具行业高度关注的热点话题。1冷模失效的种类及原因根据模具失效的原因，常见的失效模式可分为四种失效模式：断裂失效、磨损失效、变形失效、疲劳失效。失效形式失效原因失效失效模具材料韧性和强度不够磨损失效模具与被磨材料相对运动引起的过度磨损变形失效材料热处理变形、应力集中、模具负荷过大，材料塑性变形疲劳失效在交变应力作用下，裂纹不断产生和扩展冷冲压模具通常在困难复杂的条件下工作，因此模具失效往往伴随着多种失效模式。图1冲压800片后开始开裂。采用Cr12MoV耐磨高铬合金钢，设计硬度55～58HRC。模具的淬火工艺为（870℃x1.5h + 1050℃x2h）在真空炉中，拉火200℃x 3h。测得的模具硬度如表 2 所示。 1 模具零件表2 模具零件硬度测试（HRC）分析：从表2可以看出，模具零件的硬度存在不均匀分布，这是由于模具在热处理过程中受热不均匀造成的由于模具零件的尺寸较大。如图2金相组织图所示，由于锻造过程中锻造不足，模具零件的材料偏析非常严重。断口无宏观塑性变形，呈颗粒状，判断为脆性断裂。图2 金属显微组织测量：全锻后金相检验金相尺寸小于3级。粗加工和精加工之间增加了高温淬火和回火处理。 2 提高冷作模具寿命的措施 2.1 合理选材 当碳合金钢用于塑性不足脆性断裂时，韧性较好的材料如显微硬化钢6CrMnNiMoVSi(GD)、9Mn2V钢、低合金CrWMn钢、7CrSiMnMoV(CH)应该选择钢材。当磨损失效为主要失效模式时，含碳高铬的合金钢（如Cr12、Cr12MoV）、高碳中铬合金钢（Cr8MoWV3Si）、9Cr6W3Mo2V2（GM）钢、7Cr7Mo2V2Si（LD）钢、 2.2热处理工艺改进首先要改进预处理工艺，细化碳化物的固溶体，改善碳化物的形貌和分布，提高工件的塑性。二是确定合理的淬火条件，缩短高温停留时间，旋入冷却液并旋转寻求均匀冷却，以免模具失效。 2.3 合理锻造高铬合金钢往往具有严重的碳化物的偏析，并使用交叉拔模法进行锻造。锻后碳化物等级不大于3级。严格控制锻造温度，防止锻造裂纹的产生。锻造后常用于余热球退火，为最终热处理做准备。2.4线切割线切割加工功率的大小直接决定了淬火马氏体在其表面形成的白光层厚度和微裂纹尺寸。工件表面。在在线切割的最后一道工序中，往往用少量的能量进行精加工，可以大大降低亮白层的厚度和裂纹的深度。线切割完成后，应对模具进行补充回火，以消除线切割的附加应力。3结论冷作模具的工作条件相对复杂和恶劣。在使用过程中，模具往往会与各种损坏交织在一起。通过热处理工艺和加工工艺的优化，使选材更加合理，可以有效延长模具的使用寿命。
资料来源：Meeyou Carbide