冷挤压模具的凸、凹模由于受力状况有所不同,所以失效形式有所差异,一般凸模易于折断,凹模易于胀裂。冷挤压凸模的失效形式主要有折断、磨损、镦粗、疲劳断裂和纵向开裂;冷挤压凹模的失效形式主要有胀裂和磨损。
冷挤压模具的磨损主要是磨粒磨损和粘附磨损,磨损主要发生在凸模的工作端部和凹模内壁。模具表面温度的升高可能会使模具材料的表层软化,从而加速磨损失效的过程。
凸模可能在弯曲应力或应力集中的作用下折断,或因脱模时的拉应力拉断。凸模肩部由于承受很高的压应力和摩擦力,易产生麻点和磨损,成为导致凸模折断的疲劳源。若凸模选材或热处理不当,在压应力和弯曲应力的作用下,将产生纵向弯曲或镦粗,镦粗一般发生在距工作端部1/3~1/2凸模工作长度处。一旦发现凸模镦粗,应立即重磨。如果凸模因抗压强度不够发生镦粗,在工作部位表面会产生拉应力,引起表面纵裂。若继续挤压,裂纹将扩展并连接起来,造成掉块(凹模表面成片剥落)。
若凹模抗拉强度不够,挤压时在切向拉应力的作用下,会产生胀裂(纵向开裂),凹模型腔变化的部位会发生横向开裂。如果采用预应力组合凹模,长期工作中内层凹模型腔内壁会因拉、压交变循环的切向应力作用导致疲劳开裂。
任何模具,其失效形式并非一成不变。模具在服役过程中,在不同的部位,会承受不同形式的作用力,可能导致出现多种损伤形式并存的现象。
由于模具材料的性能、模具的结构、制造工艺、压力加工设备的特性和加工操作方法的不同,各种损伤形式的发展速度有很大的差异,多种损伤形式的相互促进会加速模具的失效。因此,同样的模具可能会导致完全不同的失效形式和服役寿命。
对模具进行失效分析,不仅要查明其失效形式、失效原因及影响因素,还应当了解其它可能导致损伤的原因及影响因素,掌握全面的情况。在克服某一种失效形式时,还要防止其它损伤的发展,以确保和延长模具的服役期限。
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