常见模具失效形式及机理.
模具寿命与失效2
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(二)粘着磨损
磨损失效的类型和机理
1.粘着磨损的形成和特征 工件与模具表面相对运动时，由于表 面凹凸不平，某些接触点局部应力超 过了材料的屈服强度发生粘合，粘合 的结点发生剪切断裂而拽开，使模具 表面材料转移到工件上或脱落的现象 称为粘着磨损。
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粘着磨损
从以上分析可知，各种机理都可以解释 部分磨损特征，但都不能解释所有的磨 粒磨损现象
所以磨粒磨损过程可能是这几种机理综 合作用的反映，而其中的某一种损害可 能起主要作用。
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磨粒磨损
3.影响磨粒磨损的因素
1）磨粒尺寸与几何形状 磨粒尺寸越大，金属表面的体积磨损量越大。 但当磨粒的尺寸超过一定值后，体积磨损量 增加的幅度明显减小。
然后又在其他地方形成 新的粘着点，然后再被 破坏，如此循环过程就 构成粘着磨损。
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粘着磨损
3.影响粘着磨损的因素
（1）材料性质 （2）材料硬度
（3）模具与工件表面压力
（4）滑动摩擦速度
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（三）疲劳磨损
磨损失效的类型和机理
1.疲劳磨损的形成与特征 两接触表面相互运动时，在循环应力的 作用下，使表层金属疲劳脱落的现象称 为疲劳磨损。
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疲劳磨损
疲劳磨损的种类 模具疲劳磨损的外载有机械载荷和热载 荷。因此疲劳磨损可分为：
机械疲劳磨损、
冷热疲劳磨损。
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模具失效的三种形式
模具失效的三种形式，铝压铸，重力铸造
1. 热疲劳龟裂损坏失效
模具热疲劳龟裂失效压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与
其内部产生变形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，并继续扩展，一旦裂纹扩大，还有熔融的金属液挤入，加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。
为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。
另外，在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中，以免出现早期龟裂失效。
同时，要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。
因实际生产中，多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。
2. 碎裂失效
碎裂失效在压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹，尤其是模具成型
面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光，或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹，当晶界存在脆性相或晶粒粗大时，即容易断裂。
而脆性断裂时裂纹的扩展很快，这对模具的碎裂失效是很危险的因素。
为此，一方面凡模具面上的划痕、电加工痕迹等必须打磨光，即使它在浇注系统部位，也必须打光。
另外要求所使用的模具材料的强度高、塑性好、冲击韧性和断裂韧性均好。
3. 溶蚀失效
熔融失效前面已讲过，常用的压铸合金有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金，也有纯铝压铸的，Zn、A l、Mg是较活泼的金属元素，它们与模具材料有较好的亲和力，特别是Al易咬模。
当模具硬度较高时，则抗蚀性较好，而成型表面若有软点，则对抗蚀性不利。
模具失效形式及表面热处理（精华）
冷作模具：冲裁模的失效形式有：不均匀磨损、凸模整体折断和凸凹模局部掉块。
拉伸模失效形式有磨粒磨损和黏着磨损。
冷镦模失效形式有模口胀大、棱角堆塌、腔壁胀裂。
冷挤模失效形式有塑性变形、磨损失效、凸模折断失效、疲劳断裂失效、纵向开裂失效。
热作模具：锤锻模失效形式有磨损失效、断裂失效、热疲劳开裂失效及塑性变形失效。
压力机锻模失效形式有脆性断裂失效、冷热疲劳失效、塑性变形失效、磨损失效以及模具型腔的表面腐蚀失效。
热挤压模失效形式有早起断裂失效、冷热疲劳失效、塑性变形失效、磨损失效、模具型腔表面的氧化失效和磨损沟痕等。
热冲裁模失效形式有热磨损失效、崩刀失效、卷刀失效和断裂失效。
压铸模的失效形式主要有热疲劳失效、热熔蚀失效、冲蚀和气蚀磨损、粘模失效。
塑料模具失效形式有磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效、断裂失效、疲劳失效及热疲劳失效。
冷作模具的表面热处理:1.冲裁模的工作部位的表面处理工艺有氮碳共渗，TD法渗钒渗铌，CVD法沉积TiN或TiC，镀硬铬，化学镀镍磷合金，电火花熔渗等。
2.冷挤模常采用氮化渗碳，沉积氮化物或碳化物等表面强化技术。
3.拉伸模采用渗氮，氮碳共渗，渗硼，渗钒，镀硬铬，气相沉积TiC以及盐浴涂覆碳化物、碳化物于模具表面，通过渗硫提高模具抗咬合的能力。
4.冷镦模需要对模具进行使之整体强韧化的热处理，再对之进行表面强化处理，其常见的表面处理方法有氮碳共渗，气相沉积，TiN 等超硬化合物层，硼-硫复合渗等。
热作模具的表面处理：1.锤锻模对模具型腔表面进行渗氮、渗硼、氮碳硼三元共渗等表面强化处理。
2.压力机锻模及热挤压模常用的表面处理有渗氮、硫碳氮三元共渗、硼氮共渗。
3.热冲裁，模在模具刃口处用电焊条堆焊或用等离子喷焊一层高耐磨、高热强的钴基合金。
4.渗氮和氮碳共渗能提高模具的耐磨性、抗熔蚀性，及防止铝合金的粘模现象；渗铬、渗铝可提高模具的抗氧化性，尤其对高温工作的压铸模有利；磷化、镀铬也可提高抗氧化性，降低摩擦系数，防止粘模。
第三章 模具失效形式及机理
本章学习目标：
1、掌握模具失效主要形式
2、掌握磨损失效形式、失效机理以及影 响因素 3、掌握断裂失效形式、失效机理以及影响 因素 4、掌握塑性变形失效失效机理以及多种失 效形式的交互作用
模具的主要失效形式：
1.磨损失效 2.断裂失效 3.塑性变形失效
失效几率
早期失效
随机失效
图1-1 寿命特性曲线
耗损失效 使用时间
第一节 磨损失效
磨损：由于表面的相对运动，从接触表面 逐渐失去物质的现象。
磨损失效： 模具在服役时，与成形坯料接 触，产生相对运动，造成磨损。当该磨损使 模具的尺寸发生变化，或改变了模具的表面 状态使之不能继续服役时。
磨损的分类：
1.磨粒磨损(particle wear) 2.粘着磨损(adhesive wear) 3.疲劳磨损(fatigue wear) 4.气蚀和冲蚀磨损(cavitation erosion and wash-out wear)
图3-9 压力对磨损量的影响
d.磨粒尺寸与工件厚度的比值
工件厚度越大，磨粒越易嵌入工件，嵌入 越深，对模具的磨损越小。
磨粒 工件
( a) dm<t (b) dm=t (c) dm>t
图3-10 磨粒尺寸与工件厚度相对比值对磨损量的影响
提高耐磨粒磨损的措施 ： a.提高模具材料的硬度 b.进行表面耐磨处理 c.采用防护措施
图3-8 相对硬度对磨损量的影响
当Hm=Ho时，如II区，为磨损软化状态， 此时的磨损率急剧增加，曲线上升很徒。
当Hm>Ho 时，如III区， 为严重磨损状 态，此时磨损 量较大，曲线 趋平。
图3-8 相对硬度对磨着模具与工件表面压力的增加，磨粒压入 模具的深度增加，磨损越严重。但当压力达到 一定值后，磨粒棱角变钝，磨损增加趋缓。
模具失效分析概述.
模具失效分析概述摘要：模具失效是指模具丧失了正常工作能力,不能生产出正品。
模具有冷作模具、热作模具、压铸模等。
它们的失效方式主要有塑性变形、磨损、疲劳、断裂等。
本文主要介绍冷作模具、热作模具的失效种类、原因以及对策。
关键词：模具；失效分析；对策The Summarize of Mould Failure Analysis Abstract: Mould failure means that the mould lost it's ability to work and can’t produce products.The mould contains cold working mould,hot working mould,die casting die and so on.The way of mould’s failure have plastic yield,wear,fatigue,part and so on.In this article ,I will mainly introduce the kind of failure,reason,and counterpart of cold working mould and hot working mould.Key words:mould;failure analysis;counterplan引言模具是制造技术中的重要基础工艺装备，其质量不仅关系到生产制品的质量和性能，而且直接影响到制造成本和效率[1]。
模具失效，即模具经自然磨损或损坏，致使模具不能继续发挥其原来设计之初所要求的效能。
具体来说，模具失效的情况大致分成以下3种：模具已完全不能工作；模具仍能工作，但已无法实现指定功能；模具由于结构上存在严重损伤等原因，无法继续安全操作[2]。
以下主要讲述一些模具失效的种类及对策。
1 模具失效冷、热模具在服役中失效的基本形式可分为：塑性变形；磨损；疲劳；断裂。
常见注塑模具失效
常见注塑模具失效一．设计失效1.模具尺寸不符合输入机台要求2.机构设计出错3.顶出系统设计失效4.排气系统设计失效5.模具水路设计失效6.模具浇注系统设计失效7.零件分割不符合加工原则8.放错失效9.滑块反锁设计失效10.嵌件模具让位失效11.标准件使用不合理12.热流道选用不合理13.零件数量出错二．加工失效1.尺寸超差2.外观异常3.表面处理不符合技术要求4.材料及热处理不符合设计要求三．采购失效1.尺寸超差2.外观异常3.表面处理不符合技术要求4.材料及热处理不符合设计要求5.标准件不符合设计要求四．检验失效1.免检及漏检2.检测结果出错3.零件状态标识出错4.检测设备不合理5.检测设备异常或未按期检定或校准五．零件保管失效1.零件损坏2.零件丢失3.零件生锈六．装配失效1.零件倒角让位不到位2.零件未退磁处理3.机构配合不顺畅4.私自零件加工5.零件装错或漏装6.零件损坏或丢失7.零件配合不符合要求8.零件标识未作9.嵌件未实配10.热流道装配异常11.模具水路未试验12.模具辅助装置装配错误七．试模失效1.材料不符合要求2.机台出错3.机台不具备试模具条件4.工艺参数不合理或未参考模流分析结果5.未按试模单要求试模6.模具水路连接出错7.模具漏水8.模具温度设置不合理9.零件损坏10.嵌件装配出错11.模具辅助装置异常12.模具顶出异常13.产品粘模14.流道粘模具15.产品缺胶16.产品飞边17.产品变形18.产品尺寸不稳定19.缩水严重20.银丝21.产品分层脱皮22.熔接痕23.气泡24.表面流纹25.表面波纹26.表面浮纤27.产品发白28.产品顶变形29.产品杂色30.产品污染31.产品裂纹32.产品发脆33.产品颜色不均34.浇口粘模35.透明度不符36.产品内部异物37.产品拉伤八．检测失效1.未按测量作业指导书操作2.检测结果录入出错3.检测工装异常4.未选用正确的检测量具5.量具异常6.量具未按规定进行检定或校准7.检测时剖切不合理九．模具更改失效1.尺寸优化失效2.尺寸优化不完全3.优化方案不合理4.零件更改不完全5.3D模型不可再生6.2D图纸异常7.零件数量下发错误上一页下一页。
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。
压铸模具失效形式以及如何提高寿命
压铸模具失效形式以及如何提高寿命压铸模具是压铸生产中最重要的零部件之一，它承担着压铸工艺中的成型和冷却功能，是压铸产品质量和产量的关键因素之一。
然而，由于压铸模具在工作过程中受到高温高压的影响，加之工作频次高，很容易出现失效现象。
本文将探讨常见的压铸模具失效形式以及如何提高其寿命。
一、压铸模具失效形式1. 疲劳失效。
由于模具在压铸生产中的高频使用，反复受力反复工作，易产生疲劳失效。
疲劳失效分为低应力疲劳和高应力疲劳，低应力疲劳主要表现为模具表面开裂、裂纹扩展；高应力疲劳主要表现为模具出现断裂现象。
2. 磨损失效。
在模具定向移动过程中，会磨损模具表面，削减模具尺寸精度，造成松动和失效。
磨损失效分为粘着磨损、磨粒磨损、抛光磨损等。
3. 腐蚀失效。
模具在高温高压下与铝合金反应，会导致腐蚀失效。
大量的铝合金氧化物和废气产生，这些氧化物会在模具表面附着、腐蚀，严重影响模具的使用寿命。
4. 热疲劳失效。
在模具与铝合金摩擦过程中，会产生大量的热量，造成热膨胀和收缩，导致热疲劳失效。
热疲劳失效不可逆，一旦发生，模具寿命会大幅缩短。
二、提高压铸模具寿命的方法1. 优化模具设计。
在模具设计阶段，可以采用耐热合金、表面渗碳处理等技术和材料，以提高模具的耐热性、耐腐蚀性和耐磨损性。
2. 加强模具维护。
定期对模具进行清洁和润滑，对磨损严重的模具进行翻新和更新，是提高压铸模具寿命的必要手段。
维护模具还可以准确的检测模具工作情况，及时调整和修复模具。
3. 优化压铸工艺。
优化压铸工艺，可以减少模具的应力和疲劳程度。
通过优化压铸工艺可以选择合适的铝合金材料和合理的工艺参数，具有重要的提高模具使用寿命和生产效率的作用。
4. 加强模具管理。
科学的模具管理，可以提高压铸模具的使用效率和寿命。
包括模具存储、模具抽检、模具保养四个方面。
结论：压铸模具是压铸产品质量的关键环节，模具失效会影响生产效率和生产成本，甚至还会产生质量问题。
因此，提高压铸模具的寿命是非常重要的。
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●磨损对断裂及塑性变形的促进作用
●塑性变形对磨损和断裂的促进作用
一
冷作模具的服役条件及失效形式
冷作模具是指在常温下对材料进行压力加工或其他 加工所使用的模具。 冷冲裁模 冷拉深模 冷挤压模 冷镦模 冷作模具都是在常温下对工件材料施力，使其产Байду номын сангаас 分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的成品或半 成品件。
粘着磨损机理示意图
粘着磨损分类
磨 损 严 重 程 度
轻微粘着磨损（氧化磨损） 涂抹
严重粘着磨损 擦伤 撕脱 咬死
影响粘着磨损的因素
●表面压力
●材料性质 ●材料硬度
提高粘着磨损的措施 ●合理选择润滑剂
●进行表面强化处理
(三) 疲劳磨损
什么叫疲劳磨损？
两接触面相对运动时，在循环（交变）应力（机械应力与热应 力）的作用下，使表层金属脱落的现象。
油轮断裂和北极星导 弹发动机壳体爆炸与材 料中存在缺陷有关。
裂纹扩展的基本形式
1943年美国T-2油轮发生断裂
北 极 星 导 弹
断裂的分类及其特征
晶体结构的几个基本概念 空间点阵: (Lattice)
为了便于研究晶体中原子分子或离子的排列情况,近 似的将晶体看成无错排的理想晶体,忽视其物质性抽 象排列于空间的无数集合点,这些点代表原子(分子或 离子)的中心,也可是彼此等同的原子群或分子群的中 心,各点的周围环境相同,这些点的空间排列称为空间 点阵,简称点阵
(一) 磨粒磨损 磨料磨损形成机理 磨料磨损与其他磨损形式在形成机制方面有 显著的不同，发生磨料磨损时，材料首先受磨料 切削，并发生塑变和疲劳现象，形成切削，最终 从表面除去。
(一) 磨粒磨损
（1）高应力凿削磨损：所谓高应力是指磨料在 与工件接触时产生的应力已经超过了磨料本身的 破断强度。在此情况下，磨粒接触处集中的压应 力，使金属表面受到切削并产生塑性变形和疲劳 以及硬质相的开裂而造成材料磨损。 （2）低应力划伤磨损：是指磨料本身的强度超 过磨料与工件之间的接触应力，在磨损过程中磨 料不发生破碎的情况。磨料一般沿工件表面平移， 金属表面被划伤，但由于正向压力较低，划痕较 浅。
疲劳磨损机理
表面或亚表面经外力反 复作用一定周期 表面产生局部的塑性 变形和加工硬化 某些组织不均匀处由于 应力集中产生裂纹源
磨损剥落
裂纹源扩展到表面或 与纵向裂纹相交
影响疲劳磨损的因素
●材质
●硬度
●表面粗糙度 在无外加机械应力的条件下，由于外部温度的涨落使零件内部产 生循环应变，由此导致的裂纹和断裂叫做热疲劳失效。在热疲劳条 件下，有两种方式可使零件产生循环应变： （1） 受热循环的零件因相邻零件的约束而不能自由的膨胀或收 缩。 （2） 零件在壁厚或长度方向因快速加热或冷却而产生温度差， 高温区的膨胀受低温区的约束，反之亦然。
模具的塑性变形
凹模模口胀大
冲头弯曲
冲头镦粗
凹模的塌陷
塑性变形失效机理
模具某部位所受的应力超过了当时温度下模具材料的屈服 强度，会以滑移、孪晶、晶界滑移等方式产生塑性变形， 造成模具失效。
产生塑性变形的主导因素：
●室温下，机械负荷和模具的室温强度 ●高温下，模具的工作温度和材料的高温强度
(二) 多种失效形式的交互作用
模具刃口的损伤过程 ①初期磨损阶段(局部塑变) ②稳定磨损阶段（塑变强化） ③急剧磨损阶段（疲劳剥落）
2.冷拉深模
依靠模具使金属坯料产生塑性变形而获得一定尺 寸、形状的产品。 承受的冲击力不大，受到摩擦力十分强烈。凸模承 受压力和摩擦力；凹模承受径向张力和摩擦力的作 用。 最常见的失效形式是磨损（粘着磨损、磨粒磨损）， 有时还会产生咬合、擦伤、变形等失效形式。
依靠模具使金属坯料在强大而均匀的近似静挤压 力的作用下，产生塑性变形流动而形成产品 在进行冷挤压加工时，模具承受强大的挤压力（如 正挤压钢材时，挤压力约为2000～2500MPa），同 时产生很大的摩擦力，由于摩擦和变形，模具的局 部表面温度可达400℃以上。此外由于金属坯料不平 整，凸模和凹模之间的间隙不均匀和中心线不一致， 还会偏载或横向弯曲载荷。 主要的失效形式是磨损失效、塑性变形失效、凸模 折断失效、疲劳断裂失效及纵向开裂失效，有时还 会产生胀裂失效（凹模） 。
2、沿晶断裂
裂纹沿晶界面扩展而造成金属材料的脆断。 材料本身的沉淀相 或杂质元素偏聚 环境介质或高温的 促进作用
晶界 弱化
沿晶裂纹
●晶界沿沉淀相造成的沿晶断裂 ●杂质元素偏聚造成的沿晶断裂
(二) 疲劳断裂
疲劳断裂：
模具在循环载荷的作用下服役一段时间后所引起的断裂。
疲劳裂纹的萌生
●表面不均匀变形萌生裂纹 ●沿晶界萌生裂纹
1、表面损伤失效
由于表面的相对运动，从接触表面逐渐失 去物质的现象称为磨损。 当磨损使模具的尺寸发生变化或改变了模 具表面状态使其不能继续服役时，称为磨损 失效。
(一) 磨粒磨损
什么叫磨粒磨损？
外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间，刮擦模具表 面，引起模具表面脱落的现象。
磨粒磨损机理示意图
估计模具承载能力
利用探伤手段测得裂纹尺寸后，利用公式根据材料性能， 可求出相应的临界应力
c K1C ac
估计模具剩余寿命
ac a0 Ny (da / dN )
指导修模工艺
(四) 影响断裂失效的主要因素
模具表面形状 模具材料
3 模具的过量变形失效
1.过量弹性变形失效
腐蚀磨损分类
小结
磨损是机械零件常见的一种失效形式，总是从零 件表面开始发生。各种磨损的过程和机理不同， 因此其预防措施也不同。 提高零件表面硬度，合理设计减小压应力，以及 提高表面光洁度等对降低磨损都有利。
2 断裂失效
断裂失效
模具出现大裂纹或分离为两部分和属部分，丧失服
役能力时，称为断裂失效。
模具失效形式及机理
1、磨损失效 2、断裂失效 3、塑性变形失效及多种失效形式的交互作用
失效的分类
研究失效的目的不同，常用的分类方法有两种：按 经济法观点分类和按失效的形式及失效机理分类 1. 按经济法观点分类 正常损耗失效 产品缺陷失效 失效 误用失效 受累性失效
按失效的形式及失效机理分类
过量弹性变形失效 过量变形失效 过量塑性变形失效,模具的塑性变形 蠕变超限 失 效 韧性断裂 蠕变断裂
二 热作模具的服役条件及失效形式
热作模具是指将金属坯料加热到再结晶温度以上进行压力加 工的模具。
锤锻模 压力机锻模 热作模具 热挤压模 热冲裁模 压铸模
锤锻模在服役时不仅要承受冲击力和摩擦力的作用，还要承 受很大的压应力、拉应力和弯曲应力的作用，同时受到交替 的加热和冷却的作用。失效形式比冷作模具复杂。 主要的失效形式是磨损失效、塑性变形失效、冷热疲劳断 裂失效等。
3.冷镦模
冷镦模是在冲击力作用下，凸模使金属棒料在凹模 型腔内镦粗成型的冷作模具，主要用来加工各种形 状的螺钉、铆钉、螺栓和螺母等的毛坯。
在室温条件下工作，塑性变形大，工作环境差，凸 模承受巨大的冲击力和摩擦力；凹模承受胀力和摩 擦力的作用。
最常见的失效形式是磨损失效和疲劳断裂失效。
4.冷挤压模
晶体结构
晶体点阵（晶格）
点缺陷
线缺陷（位错）
从原子点看位错运动
从线角度看位错运动
(一) 一次性断裂
1、穿晶断裂
因拉力作用而引起的解理断裂（沿特定晶面的断裂）。
穿晶断裂原理
●位错塞积理论
σ
●位错反应理论
σ σ c σ
(001)
σ 塞积理论
(101)
σ
体心立方晶体中位错反应示意图
注意：高温下解理裂纹不易形成； 低温下易形成解理裂纹。
脆性断裂 断裂失效 应力腐蚀断裂 模具局部 疲劳断裂 断裂示意 表面磨损失效 图 表面损伤失效 表面腐蚀失效 接触疲劳失效
1、表面损伤失效
实际生产中使用的模具种类繁多，工作状态差 别很大，失效的形式及机理各不相同。 找出失效原因，并提出防护措施
磨粒磨损
表面损伤失效 (磨损失效）
粘着磨损 疲劳磨损 其它磨损 气蚀磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损
●沿夹杂物和第二相萌生微裂纹
在无外加机械应力的条件下，由于外部温度的涨落使零件内部产生循环应 变，由此导致的裂纹和断裂叫做热疲劳失效。在热疲劳条件下，有两种方 式可使零件产生循环应变： （1） 受热循环的零件因相邻零件的约数而不能自由的膨胀或收缩。 （2） 零件在壁厚或长度方向因快速加热或冷却而产生温度差，高温区的 膨胀受低温区的约数，反之亦然。
疲劳裂纹扩展
●裂纹扩展第一阶段 滑移面的取向与拉应力轴呈45º 角，扩展深度一般为几微米 到100微米
●裂纹扩展第二阶段
疲劳裂纹扩展速率
da C (K ) m dN
A：经一个加载-卸载循环后裂纹向前扩展长度 C、m：材料常数 N：应力循环次数 ΔK：应力强度因子振幅
(三) 断裂力学在模具失效分析中的作用
模具在使用过程中，产生的弹性变形量超过模具 匹配所允许的数值，使得成型的工件尺寸或成型 精度不能满足要求而不能服役的现象。 2.塑性变形失效
由于发生塑性变形改变了几何形状或尺寸，而不 能通过修复继续服役的现象。
塑性变形失效及多种失效形式的交互作用 （一）塑性变形失效 表现形式为：塌陷、弯曲、镦粗等。
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， 再加上摩擦力机械作用，引起表层材料脱落的现象。
腐蚀磨损机理
模具表面与周围介质发生化学或电化学反应
氧化磨损：纯净金属瞬间即与空气中的氧起反应而生 成单分子层的氧化膜，且膜的厚度逐渐增长，增长的 速度随时间以指数规律减小，当形成的氧化膜被磨掉 以后，又很快形成新的氧化膜，可见氧化磨损是由氧 化和机械磨损两个作用相继进行的过程 。 特殊介质腐蚀磨损：在摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质 发生化学腐蚀的情况下而产生的磨损，称为殊殊介质腐 蚀磨损。