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模具作為提高生產(chǎn)率，減少材料和消耗，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力的重要手段，已越來越受到各工業(yè)部門的重視。隨著工業(yè)技術(shù)不斷向前發(fā)展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作條件下，對模具的精度越來越高，使用壽命越來越長。為了滿足這些要求，國內(nèi)外都在模具材料的研究和開發(fā)上作了巨大的努力，也在這方面取得了不少成果。  目前世界上模具工業(yè)的年產(chǎn)值約為680億美元。我國2004年模具產(chǎn)值為530億元，模具出口4.91億美元，同時還進(jìn)口18.13億美元。我國已成為世界上凈出口模具zui多的國家。大型多工位級進(jìn)模、精密沖壓模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽車覆蓋件模具等雖已能生產(chǎn)，但總體技術(shù)水平不高，與*進(jìn)國家相比，仍有很大差距，特別是模具壽命低的問題非常突出。如：國外硅鋼片沖模總使用壽命在500萬次以上，而國內(nèi)一般為50萬-60晚次，zui高150萬次。國內(nèi)熱鍛模使用壽命50萬次，國內(nèi)只有3-5萬次。國外熱鍛模使用壽命12000次以上，國內(nèi)一般為3000-5000次。影響模具壽命的因素較多，但模具材料是重要因素。高壽命模具離不開優(yōu)質(zhì)模具材料。

國內(nèi)模具鋼品種少、質(zhì)量差、性能低。雖然國內(nèi)也研制出許多高性能模具鋼，但大多數(shù)是上世紀(jì)70-80年代研制的，因種種原因，真正使用的量較少，鋼種也不多。每年使用量不足1萬噸。故在生產(chǎn)上使用的仍然是老鋼種為主，如冷模用CrWMn、Crl2、Crl2MoV等，熱模用3CrW8V、6542等，另外，由于模具鋼的改鍛效果差、選材與熱處理不當(dāng)?shù)仍颍苍斐赡＞叩膲勖汀?/p>

1、影響模具使用及其失效原因

自從我國加入WTO之后，模具產(chǎn)品已提升到技術(shù)裝備總體水平至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，其中，尤其是冷擠壓模具，它是實現(xiàn)少、無切削加工的重要工藝裝備，在現(xiàn)代生產(chǎn)加工中日益得到廣泛的應(yīng)用。但在冷擠壓加工時，常常遇到一些妨礙正常投產(chǎn)的重要問題。

1.1 模具受到損壞主要表現(xiàn)有如下三種失效類型

（1）磨損，冷擠壓模具與其他絕大多數(shù)模具一樣，都有一個零件的公差所允許的磨損范圍。當(dāng)模具達(dá)到磨損極限不能繼續(xù)使用時，這種磨損屬于正常的工具損壞。然而對于相當(dāng)一部分模具來說，在尚未達(dá)到磨損極限之前，由于許多方面原因，常發(fā)生型腔表面早期損傷失效，如磨損失效、腐蝕失效、表面疲勞（點蝕或剝落）失效等。這樣，就不能制造出合格的擠壓件。

  （2） 變形，由于冷擠壓時作用在模具上的載荷非常大，直接承受壓力作用的工作零件，將產(chǎn)生彈性變形和塑性變形，例如凹模型腔的彈性膨脹，凸模的鐓粗、彎曲，頂料桿的軸向壓縮，墊塊的中心壓塌等等。這樣，使模具造成正常的工作，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

（3） 斷裂，這是冷擠壓模具zui常見的一種損壞形式，它因載荷超出模具材料的強度極限所造成的，例如凸模折斷、凹模及緊固圈開裂、頂桿斷裂、鑲塊疲勞斷裂、蠕變斷裂、低應(yīng)力脆斷等。當(dāng)模具零件產(chǎn)生上述這種缺陷時，就不能制造出合格的擠壓件，會嚴(yán)重影響工廠的生產(chǎn)計劃。為此，面臨工程技術(shù)人員要及時解決造成這些缺陷的關(guān)鍵問題。生產(chǎn)實踐證明，每副模具的承載能力、工作使用壽命、制造精度及產(chǎn)品合格率，在很大程度上取塊于模具鋼的化學(xué)成分，模具零件的加工質(zhì)量及熱處理工藝等。為了生產(chǎn)出高質(zhì)量、高經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品擠壓件，必須從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，選用模具材料，機(jī)械加工、熱處理、生產(chǎn)成本等方面、全面進(jìn)行考慮，才能達(dá)到應(yīng)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

1.2  模具早期失效的統(tǒng)計數(shù)據(jù)

任何一種失效原因，就需要了解及分析模具損壞的根本因素，可以從生產(chǎn)實踐中收集*性資料，即社會生產(chǎn)統(tǒng)計調(diào)查。以模具外表和內(nèi)部檢驗結(jié)果為依據(jù)，找出其中影響模具失效的決定性因素，就可以查明模具失效的特征和損壞的根本原因，當(dāng)然，模具失效往往是由幾個因素綜合作用的結(jié)果，在進(jìn)行具體分析時，必須充分考慮各個因素之問的相互影響和有機(jī)。在分析模具損壞之前，曾對模具早期失效的原因進(jìn)行了一次統(tǒng)計分析，上海地區(qū)與日本的數(shù)據(jù)是有差別的。但是，模具早期失效的原因主要是由于模具熱處理工藝不佳和模具原材料質(zhì)量不好，其次是模具使用條件不好、模具加工方法不好，模具設(shè)計不合理及模具毛坯鍛造工藝不妥等原因造成的。因此，為了防止模具早期失效，延長模具使用壽命，應(yīng)從上述幾方面采取有效的、相應(yīng)的預(yù)防措施。

1.3  冷擠壓模具的工作條件

冷擠壓模具工作條件極其惡劣。冷擠凸模的受力情況隨擠壓方法的不同而異，正擠壓凸模主要承受壓應(yīng)力的作用，而反擠壓凸模或復(fù)合擠壓凸模，在擠壓工作行程時，承受著很大的壓應(yīng)力作用，在回程時則承受較小的拉應(yīng)力，這個拉、壓應(yīng)力是交變產(chǎn)生的。不論是正擠壓還是反擠壓往往還受到偏心負(fù)荷所引起的彎曲應(yīng)力的作用．由此可以看出，冷擠壓凸模受到拉、壓和彎曲應(yīng)力的綜合作用，其受力狀態(tài)是比較復(fù)雜的。冷擠壓凹模內(nèi)壁由于承受著較大的內(nèi)壓力作用，從而使凹模的圓周方向上作用著較大的拉應(yīng)力。此外，冷擠壓成形是在很短時間內(nèi)完成的，且將大截面的毛坯變成小截面的擠壓件，從而使模具承受著交變的沖擊載荷。冷擠壓過程中的熱效應(yīng)以及模具工作表面受到的劇烈摩擦作用，使擠壓件溫升高達(dá)300—400℃。從而使模具在工作時溫度升高，不工作時溫度下降，這就是說模具還承受著冷熱交變應(yīng)力的作用。如此苛刻的工作條件，使得冷擠壓模具的使用壽命比其它模具要短得多。因此，為了延長模具的使用壽命，降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，查明模具失效的根本原因，并采取得力的措施加以解決，對于冷擠壓模具顯得比其它的模具更為重要。

1.4 模具損壞的各種具體因素

冷擠壓模具因受使用情況不同，選用的鋼種復(fù)雜，加工工序多等，可把影響模具使用壽命的各種具體因素分為如下六個方面：

（1）擠壓件方面 在設(shè)計擠壓件時，與模具失效有關(guān)的有 ①原材料鋼號；②制件形狀及尺寸；③擠壓方式；④變形程度；⑤制件尺寸精度。

（2）模具設(shè)計方面 冷擠壓時，影響模具使用壽命的有 ①模具材料選用不當(dāng)；②硬度不合理；③面與面相交處有尖角；④厚薄壁相差過大；⑤連接圓角半徑過小；⑥材料纖維取向不合理；⑦配合精度不當(dāng)。

（3）模具材質(zhì)方面 在選用模具材質(zhì)時，密切有關(guān)的有 ①鋼的純凈度差；②化學(xué)成分偏析；③鋼內(nèi)疏松；④帶狀（網(wǎng)狀）碳化物； ⑤帶狀組織；⑥球化退火質(zhì)量不好。

（4）機(jī)械加工方面 模具零件金屬切削加工時，影響模具失效的有 ①磨削損傷，形成微裂紋痕跡； ②電加工質(zhì)量差；③連接圓角半徑較小；④表面粗糙度差； ⑤尺寸精度差； ⑥加工應(yīng)力未除去。

（5）熱處理方面模具零件熱處理工藝中，與模具失效有關(guān)的有 ①加熱速度不當(dāng)； ②淬火溫度不當(dāng)； ③保溫時間不當(dāng)； ④冷卻速度不當(dāng)；⑤爐內(nèi)氣氛不當(dāng)； ⑥回火次數(shù)不夠；⑦表面硬度不夠。

（6）使用操作方面 在冷擠壓生產(chǎn)時，影響模具失效的有 ①模具安裝不當(dāng)；②潤滑條件差； ③冷卻條件不當(dāng)：④設(shè)備狀況不好； ⑤實際操作不按要求。通過如上所指出的影響冷擠壓模具使用壽命的各種諸多因素，使我們清楚地看到，對具體的實際生產(chǎn)問題，需采用相應(yīng)的措施來逐步解決。