模具的失效分析
刀具模具失效模式分析
PVD涂层刀具、模具失效分析郭 硕摘要：1、阐述了刀具、模具的基本失效模式；2、失效模式与原因分析的方法；3、刀具、模具经过PVD （物理气相沉积）处理后，失效模式的分析与改善方法。
关键字：PVD、ALTiN、TiCN、TiN、磨损、失效模式1、概述1.1失效：即产品丧失规定功能。
（国标GB3187-82中定义）比如刀具刃口磨损变钝，不能继续切削使用。
1.2失效模式：是指失效的外在宏观表现形式和过程规律，一般可理解为失效的性质和类型。
1.3失效分析：是指判断产品失效模式，查找失效机理和原因，提出改善和预防措施的活动。
2、失效模式2.1 主要的失效模式（针对模具、刀具、机械零件等）2.1.1 磨损2.1.2 断裂2.1.3 变形2.1.4 腐蚀2.2 磨损2.2.1 磨损过程（如下图所示）（1）磨合阶段（Ⅰ区，O~A）（2）正常磨损阶段（Ⅱ区，A~B）（3）快速磨损阶段，也称严重磨损阶段（Ⅲ区，B~C）图1 磨损过程示意图z磨损是一定会发生的，我们的分析与研究只是为了尽可能延长“正常磨损阶段”（即Ⅱ区）的时间，并能对B点的到来作出准确的预测。
2.2.2 磨损的分类（1）粘着磨损：相对运动的物体，接触表面发生了固相粘着，使材料从一个表面转移到另一个表面的现象。
粘着磨损情况严重时会出现“咬死”“卡死”现象。
z产生原因：①表面粗糙，表面凸起来的部分在摩擦过程中，受到很大压力发生塑性变形，进而彼此粘着。
②接触的两种材料之间物理、化学特性接近，有粘着在一起的可能，比如金属之间可能发生粘着，而金属和木材之间就不可能发生粘着。
z对于刀具、模具而言，轻微的情况就是粘料、积屑，以及进而形成的擦伤、拉毛等。
比如五金拉伸模具，模具表面粘料后，产品将出现拉毛、擦伤等异常。
（2）磨粒磨损：又称磨料磨损或研磨磨损，是指两物体接触时，一方硬度比另一方大得多时，或接触面之间存在着硬质颗粒时，所产生的磨损。
z此类磨损，在我们涂层的模具或零件应用中极为常见。
模具失效分析实验报告
模具失效分析实验报告1. 实验目的本实验旨在通过模具失效分析，探究模具失效原因，提升模具寿命和生产效率。
2. 实验原理模具失效是指模具在使用过程中发生的各种故障和损坏现象，主要包括磨损、断裂、变形等。
模具失效的原因多种多样，常见的包括材料质量、设计缺陷、使用条件等方面。
本实验采用模具失效分析技术，通过观察和测试，对失效模具进行分析，确定失效原因，并提供相应的改进措施。
3. 实验步骤3.1 模具选取与准备从生产线上选取三个出现失效的模具作为实验样本，确保这些模具具有代表性。
3.2 外观检查对选取的模具进行外观检查，观察是否有明显的表面磨损、裂纹、变形等现象，并记录下来。
3.3 尺寸测量使用测量仪器对模具的关键尺寸进行测量，并与设计要求进行比对，记录下偏差值。
3.4 材料分析通过对模具材料进行化学成分分析和显微结构观察，判断是否存在材料质量问题，并记录下分析结果。
3.5 应力分析利用有限元软件对模具进行应力分析，分析模具在使用过程中的受力情况，并找出可能存在的应力集中区域。
3.6 用户反馈分析与模具使用人员进行交流，了解他们对模具失效的主观评价和使用情况，寻找可能的改进方向。
3.7 综合分析将以上各项分析结果综合起来，对模具失效原因进行初步判定，并提出相应的改进建议。
4. 实验结果与讨论通过上述实验步骤，得到了以下模具失效分析结果：- 模具外观检查发现，样本1有较严重的表面磨损和裂纹，而样本2和样本3则表现较好。
- 尺寸测量结果显示，样本1存在较大的尺寸偏差，而样本2和样本3与设计要求基本一致。
- 材料分析结果表明，样本1的材料成分出现异常，可能质量存在问题。
- 应力分析显示，样本1的应力分布不均匀，存在较大的应力集中区域。
- 用户反馈分析发现，样本1的使用寿命明显较短，存在易损部件设计不合理的问题。
综合以上分析结果，初步判定样本1的失效原因是由于材料质量问题和设计缺陷导致的。
为提升模具寿命和生产效率，建议采取以下改进措施：- 对模具材料进行检测和筛选，确保材料质量稳定。
Cr12MoV钢模具失效分析及新工艺
Cr12MoV型钢模具失效分析及模具新工艺唐俊摘要：简述 Cr12MoV型钢的材料特性, 对Cr12MoV型钢制若干常见冷作模具的失效案例进行分析和讨论, 探讨在当前生产环境下 Cr12MoV型钢制冷作模具常见失效形式的一些主要应对方法与提高模具寿命的新技术。
关键词: Cr12型钢; 冷作模具; 失效; 锻造; 热处理；表面处理；新技术1引言在过去的近20年，尤其是近几年，我国模具工业发展非常迅速。
模具需求一直以每年18％左右的速度快速增长，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了强大的动力。
Cr12MoV 钢钢是目前国内广泛使用的冷作模具钢之一，属于高耐磨微变形冷作模具钢。
该钢具有淬透性好、硬度高且耐磨、热处理变形小、高抗弯强度等优点, 仅次于高速钢，常用于制作那些承受重负荷、生产批量大、形状复杂的冷作模具, 如冷冲压、冷镦、冷挤压模等，其消耗量在冷作模具钢中居首位。
该钢钢虽然强度、硬度高，耐磨性好，但其韧度较差，对加工工艺和热处理工艺要求高，处理工艺不当很容易造成模具过早失效。
例如：某模具加工厂生产制造的冷冲模具，材料为Cr12MoV冷作模具钢，生产工艺为：冶炼→锻造→球化退火→粗加工→热处理→精加工成型。
热处理为（980±10）℃油冷+(510±20)℃空冷。
模具投入生产后，仅生产2000件即发生断裂崩落，出现过早失效，为了找出模具过早失效原因，本文对该模具进行失效分析，并进行锻造、热处理工艺的分析与改进。
2 模具的失效分析2.1 模具的化学成分及冶金质量分析通过提取模具材料样品, 对其化学成分进行分析, 所得结果如表 1 所示( 括号内为 Cr12MoV 钢的化学成分范围)。
化学成分（%）元素 C Si Mn Cr Mo V S P 质量分数 1.62 0.32 0.31 12.1 0.54 0.22 0.015 0.017成分范围（1.5～1.7） (<0.4) (<0.35) (11.5～12.5) (0.4～0.6) (0.15～0.3)(<0.03) (<0.03) 表1 Crl2MoV 钢冷冲裁模具的化学成分( 质量分数)由表1中的数据可以看出, 失效冷冲裁模具的化学成分在Cr12MoV 钢的化学成分范围内, 不会对模具的金相显微组织和力学性能造成较大的影响; 另一方面, 杂质元素硫和磷的质量分数未超标, 不至于导致模具的开裂与失效. 由此判断, 该模具的过早失效不是由材料的化学成分引起的。
模具失效的案例分析
模具失效的分类
按失效原因可分为
按失效形式可分为
01
02
03
04
模具设计不合理
模具材料选择不当
模具制造工艺问题
使用和维护不当
模具失效的原因
如加工精度不足、装配不良等。
如材料性能不匹配、热处理不当等。
如结构不合理、热平衡性差、强度不足等。
如操作不规范、保养不及时等。
03
模具失效的检测与预防
外观检测
尺寸检测
硬度检测
无损检测
模具失效的检测方法
通过观察模具的表面状况，检查是否有裂纹、磨损、变形等失效迹象。
定期测量模具的尺寸，检查是否超出了公差范围，导致产品不合格。
检测模具材料的硬度，判断是否因硬度不足而导致模具失效。
利用超声波、X射线等技术对模具进行无损检测，发现表面和内部缺陷。
随着科技的不断发展，相关行业的发展趋势也在不断变化。未来，随着智能制造和数字化技术的广泛应用，模具的设计、制造和使用将更加智能化和高效化。同时，随着环保意识的提高，绿色制造和可持续发展将成为行业的重要发展方向。
作为从事模具设计和制造的专业人员，我希望能够不断学习和掌握新技术、新工艺和新材料，提高自身的专业素养和技术水平。同时，我也希望能够积极参与行业交流和合作，与同行共同探讨和解决模具失效等关键问题，为相关行业的发展做出更大的贡献。
根据模具的使用条件和要求，选择具有适当性能和耐久性的材料。
合理选材
对模具结构进行优化，减少应力集中和薄弱环节，提高模具的强度和稳定性。
优化设计
严格控制模具加工和装配精度，确保各部件之间的配合良好，减少磨损和应力集中。
制造精度控制
模具失效的原因分析
第一节模具失效的原因分析塑料模具的失效形式主要体现在以下几个方面：选材、钢料品质、模具设计、模具加工质量、热处理、模具表面处理、模具使用等。
1)表面磨损、局部崩裂、变形及断裂；模具的耐磨性，随着模具硬度的提高而增加，但在硬度相同的情况下，韧性愈好耐磨性愈高，所以，模具硬度越高，冲击性能会下降，会促使磨损裂纹的形成和扩展，从而加速磨损的进程。
要提高耐磨性，必须注意硬度和韧性的良好配合。
2)由于塑料制品的表面粗糙度及精度要求较高，再加上不少塑料中含有氯氟元素，其产生的腐蚀性气体的腐蚀，会加剧模具的磨损失效，所以，因表面磨损造成的模具失效比例大；3)因未调整好低压保护，胶件的压模造成模具表面凹陷的情况也时有发生；4)小型模具在大吨位机台上超载使用时，容易产生表面凹陷、皱纹、堆塌等，特别是在棱角处易产生塑性变形；5)由于塑料制品成型模具形状复杂，存在许多棱角、薄壁等部位，在这些部位会产生应力集中，而发生断裂。
6)模具材质选择不当。
具体见《模具选材原则》。
7)模具工件热处理工艺不良。
从模具失效分析得知，70％的模具失效是由于热处理不当与选材不当造成的。
二、模具失效改善途经：采用正确的钢料热处理工艺与钢料表面处理工艺为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。
热处理加热温度的高低、保温时间的长短、冷却速度的快慢和炉内气氛等工艺参数的选择不当，都会造成淬火开裂或早期失效。
众所周知，磨损、粘结均发生在表面，疲劳、断裂也往往从表面开始，因此，对模具表面的加工质量要求非常高。
但实际上由于加工痕迹的存在，热处理时表面氧化脱碳也在所难免。
因此，模具的表面性能反而比基体差。
采用热处理新技术是提高模具性能的经济而有效的重要措施。
模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。
基体的强韧化在于提高基体的强度和韧度，减少断裂和变形。
表面强化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。
锤锻模具失效分析
结语与建议
锤锻模具失效分析
模具材料符合4Cr2MoVN i钢的成分要求。模具型腔堆焊 层内的焊接缺陷对模具的早期断裂起了促进作用。组织 粗大，晶粒粗大，模具韧性不足是导致模具断裂的主要 原因。
在生产过程中应严格控制模具的热处理工艺。淬火加热 规范决定了奥氏体的实际晶粒度，从而对马氏体的形态 及回火后的性能有显著影响，因而要控制淬火加热温度， 细化晶粒以提高模具的强度和韧性。另外在修补模具时， 为保证堆焊层的硬度及较高的耐冷热疲劳性能，应选用 与模具材料相近的堆焊焊条，焊后应进行热处理以消除 焊接应力，防止产生裂纹。
宏观分析
锤锻模具失效分析
在取试样前，进行洛氏硬度测量。5CrMnMo钢 锻模硬度为HRC38。HM1钢锻模硬度为HRC54。 对HM1模具断一面进行宏观断口观察，断面上 明显可见间距较大的疲劳条纹，仔细观察可见 疲劳源位于型槽底部拐角处。5CrMnMo模具存 在严重的热疲劳裂纹，最深为0.9mm。两种钢 材的模具都有较深的底角裂纹，尤以HM1为甚， 深达7.5 mm，裂纹前端细而尖，以沿晶方式扩 展。5CrMnMo的底角裂纹深2mm，裂纹前端粗 而纯。粗而纯的裂纹前端，说明裂纹扩展需要 较大的塑性变形功，即裂纹扩展抗力较高。
影响因素：锻件、锻模、模锻工艺、设备
4、提高措施
锤锻模具失效分析
1、合理选择模具材料 2、合理选择模具硬度 3、进行表面强化 4、正确使用与维护
锤锻模具失效分析
二、案例分析
4Cr2MoVNi钢汽车前桥锤 锻模失效分析
连接臂热锻模失效分析
半轴伞齿轮精锻模失效分析
锤锻模起重孔裂纹分析
锤锻模具失效分析
BACK
锤锻模具失效分析
案例二 连接臂热锻模失效分析
模具失效的基本概念及失效主要形式
模具失效的基本概念及失效主要形式模具失效的基本概念：众所周知，模具在服役时，在其不同部位，承受着不同的作用力。
一个副模具在服役过程中，可能同时或先后出现多种损伤形式。
大多数模具出现损伤后不会立即丧失服役能力，仅在其中之一种损伤发展到足以妨碍模具的正常工作或是生产出废品时，此模具才停止服役。
因此，所谓失效形式，就是使模具丧失服役能力的某些损伤形式。
冷、热模具在服役中失效的基本形式有五种：塑性变形、磨损、疲劳、冷热疲劳、断裂及开裂。
东莞弘超研究表明，模具在工作过程中有可能同时出现多种损坏形式，各种损伤之间又相互渗透、相互促进、各自发展，而当某种损坏的发展导致模具失去正常功能，则模具失效。
其中除冷热疲劳主要出现在热作模具外，其他四种失效形式，在冷作或热作模具上，均可能出现。
失效分析的目的：失效分析是指分析失效原因，研究和采取补救措施和预防措施的技术与管理活动，再反馈于生产，因而是质量管理的一个重要环节（下图为压铸模具热龟裂的表现图）。
失效分析的目的是寻找材料及其构件失效的原因，从而避免和防止类似事故的发生，并提出预防或延迟失效的措施。
失效分析工作在材料的正确选择和使用，新材料、新工艺、新技术的发展，产品设、制造技术的改进，材料及零件质量检查、验收标准的制定、改进设备的操作与维护，促进设备监控技术的发展等方面均起重要作用。
金属材料失效分析涉及的学科和技术种类极为广泛。
学科包括金属材料、金属学、冶金学、金属工艺学、金属焊接、材料力学、断裂力学、金属物理、摩擦学、金属的腐蚀与保护等。
试验分析技术包括金相、化学成分、力学性能、电子显微断口、X射线相结构等。
失效形式一：塑性变形当模具承受的负荷超过模具钢材的屈服强度时，模具会产生塑性变形。
东莞市弘超模具科技有限公司根据实践总结，图例解读模具的塑性变形概念和原理。
例如：凹模在服役中出现的型腔、型孔胀大，棱角倒塌以及冲头在服役中出现冲头镦粗、纵向弯曲等，尤其是热模具，模具的工作面与高温的坯料接触，使型腔表面温度往往超过热作模具钢的回火温度，型槽内壁由于软化而被压塌或压堆，使型槽尺寸变样，失去其尺寸和形状的精度而失效。
压铸模具的失效分析
压铸模具的失效分析随着铝合金压铸模具技术的日趋成熟，锌、铝、镁合金压铸越来越广泛应用于汽车、摩托车、柴油机、电子设备、家用电器等工业及民用产品配件的生产。
然而，压铸模具的早期失效一直是困扰模具生产和使用者的普遍问题，那么，该如何提高模具的使用寿命呢？一、压铸模具的失效压铸模的使用时急热急冷，条件极为恶劣。
以铝压铸模为例，铝的熔点为580-740℃，使用时，铝液温度控制在650-720℃。
在铝液注射时，型腔表面温度急剧上升，型腔表面承受极大的压应力。
开模顶件、喷涂脱模亮剂时，型腔表面温度急剧下降承受极大的拉应力。
由于交变温度影响模具型面压缩、拉伸的交变应力的反复作用从而使模具金属因热疲劳而产生龟裂缺陷。
开裂是由于模具的短时间的热应力或机械应力过载而引起的模具整体破损。
模具的侵蚀主要分为三种：1、腐蚀：金属熔液与铁互相扩散并形成金间化合物；2、冲蚀：金属熔液在型腔中流动时所产生的热机械磨损；3、粘著：金属熔液附着在模具型腔表面，顶出产品时带走型面表层金属。
而压陷是因为模具强度不足或金属碎屑附着在模具型面，受到锁模力作用使模具产生的塑性变形。
二、影响压铸模具使用寿命的因素1、钢材对模具寿命的影响因压铸模具恶劣的使用环境，所以要求模具钢材必须具有优良的淬透性、良好的抗高温强度、高的耐磨性、好的韧度、好的抗热裂能力和高的耐熔损性能等。
●化学成分压铸模具钢的应用广泛和具有优良的特性主要由钢中的C、Cr、Mo、Si、V 等化学成分决定的。
当然钢中杂质元素必须降低，有资料表明,当Rm在1550MPa 时，材料含硫量由0.03%降到0.003%，会使200℃左右时的冲击韧度提高约1-2倍。
北美压铸学会（NADCA 207-2003）标准就规定:优级(premium)H13钢含硫量小于0.005%,而超级(superior)的应小于0.003%S和0.015%P。
●退火状态均匀的球状珠光体无晶界碳化物●钢材的纯净度杂质是热龟裂发生的起源点杂质无强度，不能抵抗热疲劳、杂质降低钢材的延展性●钢材的均一性钢胚具备近似纵向（锻打延伸方向）、横向机械性质的力学差异各向同性。
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模具的失效分析№1一, 目的1, 模具设计人员必须熟知如何保证模具设计正确,合理,提高模具寿命,降低成本.2, 生产中模具失效时,能分析原因,提出改进措施,也是工艺员应掌握的技能.二, 模具的工作条件1, 工装模具组成凹模 - 冷镦, 正挤, 反挤, 冲孔, 锥形凸模, 切边凹模, 切边凸模,孔类` 螺母用凹模等.套 - 推出销套, 衬套垫 - 带孔垫块轴类冲头–正挤, 反挤, 六方冲头, (螺母冲头), 推出销, 凸模销,光凸模(无孔)销, 轴, 杆.板,块类型 - 垫块,切断刀,送料滚,刀体,钳片,夹子,弹簧板,弹簧片螺旋弹簧–拉,压弹簧碟簧板簧2, 易损件 (服役期短,经常更换的件)冲头, 凹模重点分析易损件–冲头, 凹模.3, 模具工作条件①挤压冲头工作条件–以活塞销为例上冲头上冲头–向下运动, 下冲头–固定不动.挤压中,上冲头受力大于下冲头. 上冲头受力情况如下:A) 向下运动–反挤坯料,冲头受压应力. B)向上运动–脱离坯料,因摩擦力冲头受拉应力. C)可能因冲头偏心,产生弯曲应力.结论: 上冲头受力复杂,易导致失效. 上冲头最大名义压力可达2500 MPa.在尺寸过渡处,由于应力集中, 有时应力更大于此值.② 冷挤压凹模的工作条件 № 2 冷挤压过程中,凹模型腔表面受很大的压力,该压力使凹模产生巨大的切向拉应力.(以下插图)p 0材料力学厚壁筒受力分析理论公式拉应力压应力P 1R 21 - P 0 R 20R 2-R 21P 1 -P 0R 21R 20σt σr =()+R 2R 2-R 21()=R 2-R 21P1R 21- P 0 R 20-)(R 2-R 21R 2)(R 21R 20P 1 -P 0①②③④⑤⑥当采用整体模时,如下图P 0 =0 代入①,②式)(R 20 -R 21R 2+=σt R 21 R 20P 1R 20 -R 21P 1R 21=P 1R 21R 20 -R 21(1+R 20R 2)P 1 R 21 R 20R 2R 20 -R 21()-P 1R 21 R 2-R 21=σr =R 2-R 21P 1R 21 )R 2R 201-(当R=R 1 时,分别代入公式③,④得σtR1σrR1=)R 21R 201+(R 20 -R 21P 1R 21)R 21R 21-(R 2-R 21P 1R 21=P 1R 20 -R 21R 20 +R 21==-P 1所以实际应用中,整体式凹模 d外/ d内比值取4-6 符合上面计算结果.σtR0=P1(6R1)2 -R212R21=2 /35 P1=0.0571P1由公式⑦得当R0 = 6 R1时,=0.133P1=2 /15 P12R21(4R1)2 -R21P1=σtR0由公式⑦得3,整体模孔与外径的尺寸关系当R0 = 4 R1时,结论:1,σt切向应力不是均匀分布,靠近内表面处最大,靠近外表面处最小.2,凹模承载能力并非随壁厚的增加而按比例增加.如已知一整体模及 P1 ,R0 ,R1 , 则可求出模中某点应力状态,见下图σtR0σrR0=)R21R201+(R20 -R21P1R21)R20R201-(R20 -R21P1R21=P1R2-R212R21==0当R=R0时,分别代入公式③,④得⑧⑦三,模具失效的基本形式及原因模具失效形式–模具丧失服务能力的某种损伤形式.大多数模具出现损伤后,不会立即丧失服务能力,仅在其中一种损伤发展到足以妨碍模具正常工作或生产出废品时,此模具才停止服役.№ 3(二)模具塑性变形失效原因凸凹模磨损失效是一种正常失效,但有时发生早期磨损失效值得研究.1,模具磨损过程磨损量 mg C①初期磨损阶段 A新模具B刃口锋利(切边模,冲切模),模孔形状误差(不圆度等),与坯料接触面积小,局部压力大, A以及产生塑性变形,导致磨损速度加快.冲击次数 N②正常磨损阶段 B初期磨损阶段达到一定程度,刃口与工件接触单位压力减轻,不再产生塑性变形,进入摩擦磨损阶段. 在此过程中,由于反复冲击,而模具渐渐趋于疲劳.③过激磨损阶段 C刃口, 模孔呈现疲劳,模具急剧磨损,不能正常工作,甚至因冲击出现表面剥落,剥落硬粒子成为磨粒,加快了磨损速度.2,模具磨损失效原因–基本原因是磨擦№ 6(四) 模具疲劳失效原因1,特征: 在模具某些部位△在模具某些部位,经一定的服役期,萌生了细小的裂纹,并逐渐向纵深扩展.裂纹扩展到一定的尺寸后,严重的削弱模具的承载能力,而引起断裂.疲劳裂纹萌生于应力较大的部位,特别是应力集中的部位(尺寸过渡,缺口,刀痕,磨削裂纹等).△模具通常在高强度,低塑性状态下服役,在模具的微观疲劳断口处,很难观察到典型的疲劳条带,但是其宏观断口上,往往呈现出海滩状形貌.△高碳高合金钢模具,其疲劳断口往往出现粗糙的木纹状条纹.对宏观断口的形貌观察产生严重的干扰.2,疲劳裂纹分析根本原因是循环载荷.疲劳失效过程分两个阶段, ①疲劳裂纹的萌生②疲劳裂纹的扩展.1)疲劳裂纹的萌生①位置–经常在尺寸过渡处, 刀痕处,磨削沟痕处,磨削裂纹处.②萌生机理–见下图模具表面某些微区域内,可先发生滑移,滑移随载荷变化反复进行,到达某一程度后,材料滑移抗力下降,可能从滑移带中挤出金属,成为挤出锋,与此同时形成凹槽.当循环应力较大或晶界相对弱化时,疲劳裂纹可萌生于晶界.疲劳裂纹也可以萌生于粗大的第二相颗粒与基体的界面上.水介质(自来水,盐水等)显著加速疲劳裂纹的萌生和扩展,剧烈降低疲劳寿命.2)疲劳裂纹的扩展–分两个阶段A,扩展第一阶段 : 形成滑移带裂纹源后,沿着与拉伸应力轴成45°角的滑移面扩展.这种切变式扩展称为第一阶段扩展.对钢铁材料,第一阶段扩展为数百微米.如疲劳裂纹萌生于夹杂物,第一阶段扩展的深度仅为数个微米以后就转向垂直于拉应力轴的方向扩展.B,扩展第二阶段 : 疲劳裂纹沿垂直于拉力轴的方向扩展,在此阶段有多种机制,有拉伸,有压缩.3, 冷模具钢对疲劳裂纹萌生扩展的影响模具钢具有很高的屈服强度和很低的断裂韧性.高的屈服强度–有利于推迟疲劳裂纹的萌生.低的断裂韧性–加快疲劳裂纹的扩展,使疲劳裂纹扩展循环数剧烈缩短.№ 74,模具疲劳失效原因№ 8根本原因是循环载荷,凡促使表面拉应力增大的因素均增加疲劳裂纹的萌生.(五) 模具冷热疲劳失效1,失效形态在极冷,极热条件下服役的模具,锻压数千次或数百次之后,型腔表面出现许多细小裂纹,其形状有网状,放射状,平行状等,这些裂纹仅有数毫米深,不会向纵深扩展,冷热疲劳裂纹经常萌生于刀痕及磨损沟槽,外观呈现直线状.2,模具冷热疲劳失效原因锻压钢件的模具与坯料接触时,表面迅速升温到600℃-900℃而内层尚处于较低的温度,表面层受热而膨胀,但受内层的约束,因而在表面产生压应力,压应力的数值一般均大于模具材料在该状态下的屈服强度,因而引起塑性变形.锻件脱模后,由于向模具表面喷洒冷却剂,使表面急剧冷却而收缩,当表面收缩受到约束时,便产生拉应力,模具表面层中的循环热应力是引起冷热疲劳的根本原因.高温氧化,冷却水的电化学腐蚀以及坯料的摩擦作用,加速了冷热疲劳过程.因此,冷热疲劳过程是极其复杂的物理化学过程.(六) 模具的断裂失效模具在服役过程中,突然出现大裂纹或分离为两部分或数部分使模具立即丧失服务能力,属于断裂失效.常见断裂失效形式有 : 崩牙,崩刃(冲头,搓丝板,滚丝轮等)劈裂,折断(冲头),胀裂等1,模具断裂(折断)失效过程可分一次性断裂和疲劳断裂两类①一次性断裂模具在冲压时突然断裂,称为一次性断裂.主要原因是严重超载或模具材料严重脆化(如过热,过烧,回火不足,严重的应力集中及严重的冶金缺陷等)②疲劳断裂模具在服役中，在应力最大或应力集中处，萌生微裂纹，在冲击力作用下，微裂纹慢慢扩展，模具有效承载面积逐渐缩小，直至外加应力超过模具材料的断裂强度，模具发生断裂或是随裂纹逐渐扩展裂纹尖端的应力强度因子不断增大，直至超过材料的断裂韧性值时，裂纹发生失稳性扩展，模具发生脆性断裂。
疲劳断裂全过程其寿命长短不一，通常冷作模具从萌生疲劳裂纹直到最后断裂只需较短时间。
这是由于冷作模具材料的断裂韧性较低所至。
模具的工作条件极为复杂。
因此，一个模具上可同时出现多种损伤形式，这些损伤又相互促进，加速了模具的失效。
2，模具断裂失效原因–可分四大类四，提高模具使用寿命的措施1，提高模具钢的质量国外一些发达国家用冲模（凸模，凹模）与我国采用的基本一样，多为高碳，高铬合金工具钢及韧性较好的高速钢。
德国，瑞士等国使用的模具钢是经过二次精炼的。
而我国用的模具钢很少经二次精炼，造成模具钢坯质量差。
如铸锭头部缩孔，疏松，铸锭边缘与心部之间碳化物的混合物及夹渣，在钢锭的断面上有颗粒大小不匀的碳化物，有严重的宏观偏析与显微偏析。
钢的杂质多，纯度差。
这样铸锭或锻压成材在质量上得不到改善。
锻坯中碳化物不均匀及网状碳化物超标，热处理后会产生硬度不均，微裂纹，冲压中造成崩刃，掉块等。
因此期待钢厂生产出钢锭边缘，锭心无夹杂碳化物的混合物，使钢锭任意断面上碳化物颗粒大小均布，无纤维偏析。
№ 9 2，模具厂提高凸，凹模锻坯质量№ 10凸凹模锻坯要求锻造技术较高,锻造理想的几何形状,清除锻件内疏松及非氧化孔洞,细化晶粒及紧密组织,选择合理锻造比,打碎钢中碳化物粗大晶粒及偏析,使其均布于钢中,改进机械,物理性能及热处理工艺.3,提高冲模制造工艺水平4,采用推荐的热处理工艺如Cr12MoV凸,凹模, 加热650℃消除内应力退火800℃~820℃预热保温3小时 1020℃淬火 500℃回火 (高温回火,彻底消除坯件内应力,减少裂纹危险) 990 200℃回火防变形及尺寸变化)5,表面强化处理增加抗磨能力, 方法分三类:①改变基体表面化学成分如渗金属,渗碳,渗硼,渗硫,氮化.气体软氮化,TD处理,离子氮化等②不改变基体化学成分如激光,电子束,真空热处理,低温和超低温处理等.③基体表面形成硬化层如镀硬铬,电镀沉积,热喷涂,电火花强化,等离子喷涂,熔烧法涂复,碳化钛复层,化学沉积(CVD), 物理沉积(PVC) 等.6,冲模的润滑及润滑剂①普通冲裁用润滑剂A) GB443-64 20号机械油 100%B) 对有色金属冲裁 GB486-65 轻质锭子油 100%C) 不锈钢冲裁菜油 100%, 或乳化石腊油 100% № 11或氯化乙烯漆 100%②精冲(强力齿圈压边)用润滑油A)氯化石腊 100%, 推荐用于≤3mm的精冲件B)精冲挤压油氯化石腊66%, 矿物油16%, 麦缩丙三醇7%油酸蓖麻醇酯4%, 二苄基二硫7%C)进口或国产精冲专用润滑油②拉伸,弯曲及成形用润滑油A)低碳钢板拉伸推荐 GB486-65 轻质锭子油43%, 鱼肝油8%,石墨15%, 油酸8%, 硫磺粉5% 钾肥皂6%, 水15%配方的润滑剂.B)用于有色金属板的拉伸可用50%浓肥皂水配成的润滑剂.以上润滑剂也可用于弯曲与成形.如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。