模具失效的案例分析共30页
模具失效分析实例
（2）压边状态
冲裁过程中由于间隙的存在，凸、凹模刃口作 用力存在一段距离b，形成转矩，而造成板料弯曲 和翘曲以及坯料相对于凹模端面的滑动。这样冲裁 时，部分材料被拉进凹模内，板料剪切区的水平拉 应力减小，板料塑性增加，并使所需的冲裁力也增 加。同时，冲裁件断面斜度增大。因而，落下的外 轮廓件尺寸变大，由于回弹的作用，落下的外轮廓 件始终紧紧地胀着凹模侧壁，在随后的卸料或顶件 中，严重摩擦凹模侧壁。而不落下的内轮廓件紧紧 地套住凸模，在随后的卸料过程中，强烈磨损凸模 侧壁。
4．增加凸模刚度 凸模工作时，类似于杆类零 件受轴向载荷。若凸模刚度不足，则抗偏载能 力低，并易产生弯曲及造成折断和不均匀磨损， 因此，一般凸模柄部面积和头部面积分别为工 作端面面积的2倍和4倍。 5．选取耐磨性好的模具材料 根据冲压件的批 量，应选取能满足耐磨要求的模具材料。同时， 由于凸模工况比凹模恶劣，凸模材料的耐磨性 应选得比凹模材料的耐磨性高。
采用弹性卸料板，可提供一定的压边力， 这样冲裁板料穹弯和翘曲以及板料与凹模端面 之间的相对滑动就可减轻，从而降低冲裁力以 及板材对冲头和凹模的摩擦磨损。
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5．1．3 提高冲裁模寿命的措施
1．尽量采用大间隙 在满足冲压件质量的前提下， 尽量采用较大的间隙，从而降低冲裁力，避免啃模 和不均匀磨损。 2．采用弹性卸料板 采用弹性卸料板卸料时，可以 提供一定的压边力，能够减轻坯料滑动以及翘曲， 减小对刃口的磨损。 3．采用导向装置 模具采用导向装置，能保证工作 状态的均匀间隙，克服刃口的不均匀磨损。
第5章 模具失效分析实例
5．1 冲裁模
5．1．1 冲裁模的工作特点 某冲裁模工作对象为冷轧钢板和有色金属 板材，依靠冲裁模的刃口使板料分离。 1．冲裁过程
8407塑胶模具早期开裂失效分析
0引言受某客户委托，对其塑胶模具开裂原因进行了失效分析，本失效模具为塑胶模具（试样A ），产品为PA6645%，材质为龙记8407钢，设计寿命30万次，实际寿命18万次。
其外观形貌如图1所示。
8047模具钢含有质量分数为5.3%铬、1.3%钼、0.9%钒的合金元素，采用特殊炼钢技术和严密质量控制得到的高纯，细组织钢材，具有较高的淬透性、高温强韧性以及优良的抗热疲劳能力优良的耐热冲击和抗龟裂能力，被广泛应用于热加工制造的压铸模具[1-2]。
由于失效模具裂纹被破坏掉，无法针对裂纹形貌开展模具失效分析工作，只能从失效模具材质方面展开分析讨论，为此，本工作选择一进口标准8047钢材（试样B ）作为对比样，开展模具失效分析工作，主要工作采用洛氏硬度计对模具硬度进行测试，采用火花放电直读光谱仪对模具材质进行化学成分分析，采用金相显微镜进行金相分析，采用扫描电镜及能谱分析仪对失效模具裂口进行微观形貌及显微组织检测。
1实验部分1.1原料8407钢压铸模具，8047标准钢材。
1.2仪器与设备试样切割机（Q-100B ，莱州市蔚仪实验器械制造有限———————————————————————作者简介:李锋辉（1980-），男，陕西宝鸡人，技术员，中专，主要从事渔具产品的设计和研发工作，同时涵盖模具开发、数控加工、自动化设备、外观设计等方面。
3.2.1简化了连杆计连杆盖的设计要求在进行简化连杆以及连杆盖的设计时，必须按照实际的使用要求进行，具体来说，一方面，为了使连杆设计的更加科学，就必须尽可能的使连杆和连杆盖的分离面保持很好的啮合度，正因如此，在进行连杆分离时的加工工艺是涨断工艺，这大大的促进了连杆与连杆分离面二者相互结合的质量，因而他们的分离面就不需要再次进行相关的机械加工，也就是将分离面的拉小加工和磨削加工的工序省略掉了。
另一方面，因为连杆和连杆盖的分离面是最佳的啮合状态，当连杆和连杆盖装配在一起时，我们完全不需要再增加额外的精确定位工作。
董斌—模具失效分析
模具失效分析目录1引言模具失效2模具失效形式案例分析及其改进模具磨损失效模具断裂失效模具塑性变形失效3总结4参考文献1引言模具失效冲压模具是冲压生产中必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。
冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。
模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
生产中的冲压模具经过一定时间使用后，由于种种原因不能再冲出合格的产品，同时又不能修复的现象称为冲压模具的失效。
由于冲压模具类型、结构、模具材料、工作条件的不同，所以冲压模失效的原因也各不相同。
一般为塑性变形、磨损、断裂或开裂、金属疲劳及腐蚀等等。
模具的失效也可分为：正常失效和早期失效模具模具在工作中，与成形坯料接触，并受到相互作用力产生一定的相对运动造成磨损。
当磨损使模具的尺寸、精度、表面质量等发生变化而不能冲出合格的产品时，称为磨损失效，磨损失效是模具的主要失效形式，为冲模的正常失效形式，不可避免。
按磨损机理，模具磨损可分为磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损。
①磨粒磨损硬质颗粒存在于坯料与模具接触表面之间，或坯料表面的硬突出物，刮擦模具表面引起材料脱落的现象称为磨粒磨损。
②黏着磨损坯料与模具表面相对运动，由于表面凹凸不平，黏着部分发生剪切断裂，使模具表面材料转移或脱落的现象称为黏着磨损。
③疲劳磨损坯料与模具表面相对运动，在循环应力的作用下，使表面材料疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。
④腐蚀磨损在摩擦过程中，模具表面与周围介质发生化学或电化学反应，引起表层材料脱落的现象称为腐蚀磨损。
在模具与坯料相对运动过程中，实际磨损情况非常复杂。
工作中可能出现多种磨损形式，它们相互促进，最后以一种磨损形式失效。
冲裁模的工作条件冲裁模具主要用于各种板料的冲切。
从冲裁工艺分析中我们已经得知，板料的冲裁过程可以分为三个阶段：弹性变形阶段塑性变形阶段剪裂阶段对于薄板冲裁模，由于模具受到的冲击载荷不大，在正常的使用过程中，模具因摩擦产生的刃口磨损是主要的失效形式磨损过程可分为初期磨损，正常磨损和急剧磨损三个阶段初期磨损阶段模具刃口与板料相碰时接触面积很小，刃口的单位压力很大，造成了刃口端面的塑性变形，一般称为塌陷磨损, 其磨损速度较快.正常磨损阶段当初期磨损达到一定程度后，刃口部位的单位压力逐渐减轻，同时刃口表面因应力集中产生应变硬化。
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。
模具失效及解决方法实例
模具失效及解决方法实例一、引言模具是工业生产中必不可少的工具，它能够成型出各种形状和尺寸的产品。
然而，模具在使用过程中会受到各种因素的影响，导致失效。
模具失效不仅会影响生产效率，增加生产成本，还会影响产品的质量。
因此，了解模具失效的原因和解决方法非常重要。
本文将介绍模具失效的类型、原因以及一些常见的解决方法实例。
二、模具失效类型1. 磨损：模具在使用过程中，其工作表面会与材料不断接触，导致工作表面磨损。
2. 腐蚀：模具受到化学或电化学作用，导致腐蚀损坏。
3. 塑性变形：材料在模具内塑性变形，导致模具变形。
4. 热疲劳：模具在工作过程中频繁冷热交替，导致热疲劳损坏。
5. 裂纹扩展：由于制造、使用过程中产生的裂纹在交变应力作用下扩展导致破坏。
三、模具失效原因1. 操作不当：如超负荷生产、材料硬度过高、材料中有杂质等都会导致模具过早磨损或腐蚀。
2. 维护不当：润滑不足、冷却系统不良等都会导致模具过热或腐蚀。
3. 材料问题：模具材料的选择不当，如硬度、耐腐蚀性、耐磨性等都会影响模具的使用寿命。
4. 制造问题：制造过程中的缺陷，如铸造缺陷、热处理不当等都会导致模具产生裂纹或塑性变形。
四、解决方法实例1. 磨损修复：对于磨损的模具，可以采用堆焊、喷涂等方法进行修复。
例如，对于磨损的凸轮表面，可以采用堆焊的方式进行修复，选择耐磨性好、焊前流动性好的合金堆焊焊条。
在修复过程中，需要注意控制热输入，避免热影响扩大。
同时，对于一些磨损严重的模具，还可以采用喷涂的方法进行修复，选择耐磨性好、耐腐蚀的涂层材料，如金属陶瓷、镍基涂层等。
2. 腐蚀防护：对于腐蚀的模具，可以采用镀层、表面处理等方法进行防护。
例如，对于受腐蚀的模具钢表面，可以采用镀铬或镀锌等防腐方法进行防护。
此外，还可以采用表面处理的方法提高模具表面的抗腐蚀性能，如采用氧化处理、磷化处理等。
3. 温度控制：对于塑性变形的模具，可以通过调整生产工艺、选择合适的材料等方法来降低模具工作时的温度。
《模具失效分析与故障处理-教学资料包》17861-模具失效分析与故障处理-模块2
（b）横向（50×） 失效冷冲模的显微组织
（c）横向（300×）
任务五 常用模具失效分析实例
正常锻造Cr12模具钢的显微组织（400×）
冷冲模崩裂处的显微组织（50×）
任务五 常用模具失效分析实例
2. 塑料模具失效分析——线圈架塑料压注模失效分析
（1）模具的工作条件 （2）模具的服役寿命和失效形式 （3）模具失效分析 （4）防止模具早期失效的措施及效果
任务一 模具结构及零件结构的影响
塑料模影响
双分型面注射模
任务一 模具结构及零件结构的影响
压铸模
任务二 模具工作条件的影响
经分析查证，在排除了因模具设计基本因素影响模具使用寿 命后，影响模具失效的基本因素主要是其工作条件。
模具正常工作状态应包括成形加工件的材质及成形温度区间、 成形设备的工作特性、模具的正确使用和日常维护保养等方 面的内容。由工作状态形成的特定工作条件是否妥当，将会 对模具的使用寿命产生怎样的影响，其一般规律如何，正是 本任务的主题。
任务五 常用模具失效分析实例
各类模具在其特定的工作条件下，经长期使用出现了失效， 其失效的实际情况，应符合模具失效的四大基本因素的分析。 现通过介绍冷冲模、塑料压模、压铸模及锻压模等几种使用 较广泛的模具失效实例，来加深认识其造成失效的主要原因， 并验证上述相关理论分析结论。
任务五 常用模具失效分析实例
任务三 模具材料性能对失效的影响
二、模具使用性能的选择 1. 室温载荷较小的工况 2. 室温载荷较大的工况 3. 高温载荷较小的工况 4. 高温载荷较大的工况
任务三 模具材料性能对失效的影响
三、模具钢冶金质量的影响 1. 非金属夹杂物 2. 碳化物偏析 3. 中心疏松和白点
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
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锤锻模具失效分析
案例二 连接臂热锻模失效分析
热锻模具失效分析(精品课件)
2）热磨损
图4给出了磨损失效形态,有的出现表面沟痕、划伤,有 的出现粘着磨损现象.
图4
热磨损原因
1.锻件毛胚表面粗糙不平,模具与锻坯在高温、高压状态下 紧密接触,产生强烈的相对摩擦。
2. 伴随着材料的高温氧化,脱落的氧化物颗粒起到磨粒的作 用,在剧烈的摩擦下会使模具表面出现沟痕及不平,导致模具 尺寸变化,最终使模具失效。
3.另外,模具表面的持续高温,模具表层材料会软化,相应地耐 磨性和抗疲劳性都会降低,加速磨损.
3.试验分析
3.1 EDS能谱分析
扫描点位置如图5所示. 图6给出了该点的点扫描图谱.
表1中给出了标准H13模具钢中各合金元素的质量, 扫描点处合金元素的质量分数统计分布在表2中给 出,比较表1和表2发现,失效模具钢裂纹处出现了大 量氧元素,说明模具钢表面发生了氧化腐蚀,裂纹内 有氧化物.
汽车轴类热锻模具的失效 形式与分析
0.案例背景分析 1.热锻模具材料及服役状况 2.失效分析的初步判断 3.试验分析 4.结果分析
0.案例背景分析
1.某汽车厂汽车轴类毛 坯热锻模具寿命过短,生 产中需频繁更换,严重影 响生产效率。
2. 因此通过对该失效热 锻模具的分析,.借助各 种技术检测手段,对失效 热锻模具进行了轴类热锻模具失效的主要形式是热疲劳 裂纹、热磨损等.
热锻模具在恶劣的工作环境中,表层材料合金元 素重新分布,局部表面合金元素严重降低且有高温 氧化现象,致使工作面表层相应部位的硬度、耐磨 性、热强性及疲劳抗力下降.故在该部位首先出现 破损。
建议增加热锻模具的表面处理工艺, 延长热锻模 具的使用寿命。
12、人乱于心，不宽余请。09:32:1009: 32:1009:32Su nday, October 04, 2020
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6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克