冲压模具失效分析和寿命提高措施.pdf

2014年 2月机床与液压 Feb2014
第 42卷第 4期 OOL&HYDRAULICS Vol42No4
DOI:issn1001-3881201404039
冲压模具失效分析及寿命的提高措施
丁海
(河南机电高等专科学校材料工程系,河南新乡 453002)
摘要:采用硬度测试和金相显微分析的手段分析冲压模具的失效原因,发现材料碳化物偏析、热处理工艺和特种加工
不当是主要原因,并提出改进措施,使模具寿命显著提高。结合生产实践,提出合理选料、优化的热处理工艺与特种加工
工艺的措施,对提高模具制造质量、延长寿命具有一定现实意义。
关键词:失效分析;冲模;模具寿命
中图分类号:TG76 文献标识码:B 文章编号:1001-3881(2014)4-120-2
冲压模具成型零件的加工工艺直接影响模具的质 15 失效分析
量和寿命,其加工工艺过程大致为:下料→锻造→预模具的早期失效常常交织着多种损伤,需要仔细
先热处理→粗加工→最终热处理→精加工→特种加工辨别其主要损伤产生原因。某冲压落料凹模材料
→研磨抛光。冲压模具成型零件结构复杂、尺寸要求 Cr12MoV高铬耐磨合金钢,设计硬度为 HRC55~58,
精度高,材料性能要求特殊,导致热处理工艺和机加冲裁 300件后 C处出现裂纹断裂,零件如图 1。其加
工工艺非常复杂,稍有不当就会发生模具的早期失工工艺过程:下料→锻造→球化退火→粗加工→精加
[1]
效。分析了具体的冲压模具早期失效原因,提出改工→淬火、回火→精
进措施;并结合实践,从冲压模具的选材、热处理工磨→线切割→研磨抛
艺和特种加工工艺等方面提出各种有效提高模具寿命光。其淬火工艺为
的措施,为提高冲压模具加工质量、延长寿命提供了(860℃×2h+1020
参考。℃×15h) 在真空炉
1 冷冲模具失效形式与失效分析中进行, 回火 200 图 1 零件图
11 断裂失效℃×3h。
断裂失效是指模具在使用中突然出现大裂纹或破分析:经检查材料的化学成份,非金属夹杂物不
损而无法继续使用,如凸(凹)模破裂、刃口崩刃、超标;通过硬度检测显示硬度符合要求但分布不均
冲头折断。模具材料韧度和强度不够,是产生断裂失匀,应是热处理淬火加热不均匀造成;金相图 2显示
效两大主要因素。材料偏析较严重,应是锻造不够充分;晶粒粗大、针
12 磨损失效状马氏体又粗又长,应是淬火加热温度高、时间过
磨损失效是指模具的工作部件与被加工材料之间长;能清晰地看到淬火状态的晶粒、晶界,应是回火
相对运动产生的损耗过大而导致模具发生失效,包括温度较低。
均匀磨损、不均匀磨损和局部脱落等。
13 变形失效
变形失效指模具发生永久变形,造成模具无法使
用而报损。由于工作时作用在模具上的载荷非常大,
如果材料热处理与加工工艺不当,将会产生一定的塑
性变形,使模具失效。
14 疲劳失效
疲劳失效指模具在交变应力作用下,裂纹不断生
成、扩大,最终失效。作用在模具上的交变载荷、疲
劳裂纹容易发生在应力集中、材料缺陷、加工裂纹及图 2 试样金相组织图
表面损伤处。裂纹的断口处无宏观塑性变形、呈颗粒