模具正常壽命

模具正常失效前，生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目，叫模具正常壽命，簡(jiǎn)稱模具壽命，模具首次修復(fù)前生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目，叫首次壽命；模具一次修復(fù)后到下一次修復(fù)前所生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目，叫修模壽命。模具壽命是首次壽命與各次修復(fù)壽命的總和。

模具壽命與模具類形和結(jié)構(gòu)有關(guān)，它是一定時(shí)期內(nèi)模具材料性能、模具設(shè)計(jì)與制造水平。模具熱處理水平以及使用及維護(hù)水平的綜合反映。模具壽命的高低在一定程度上反映一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家的冶金工業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)水平 

形式及機(jī)理

模具種類繁多，工作狀態(tài)差別很大，損壞部位也各異，但失效形式歸納起來大致有三種，即磨損、斷裂、塑性變形。

（1）磨損失效

模具在服役時(shí)，與成形坯料接觸，產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，接觸表面逐漸失去物質(zhì)的現(xiàn)象叫磨損。磨損失效可分為以下幾種：

1）疲勞磨損：兩接觸表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在循環(huán)應(yīng)力（機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力）的作用下，使表面金屬疲勞脫落的現(xiàn)象稱為疲勞磨損。

2）氣蝕磨損和沖蝕磨損：氣蝕磨損金屬表面的氣泡破裂，產(chǎn)生瞬間的沖擊和高溫，使模具表面形成微小麻點(diǎn)和凹坑的現(xiàn)象叫氣蝕磨損。沖蝕磨損液體和固體微小顆粒反復(fù)高速?zèng)_擊模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻點(diǎn)和凹坑的現(xiàn)象叫沖蝕磨損。

3）磨蝕磨損：在摩擦過程中，模具表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，再加上摩擦力的機(jī)械作用，引起表面材料脫落的現(xiàn)象叫磨蝕磨損。

4）磨損的交互作用摩擦磨損情況很復(fù)雜，在一定的工況下模具與工件（或坯料）相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，磨損一般不只是以一種形式存在，往往是以多種形式并存，并相互影響。

（2）斷裂失效

模具出現(xiàn)大裂紋或分離為兩部分和數(shù)部分喪失服役能力時(shí)，成為斷裂失效。斷裂可分為塑性斷裂和脆性斷裂。模具材料多為中、高強(qiáng)度鋼，斷裂的形式多為脆性斷裂。脆性斷裂又可分為一次性斷裂和疲勞斷裂。

（3）塑性變形失效

塑料模具在服役時(shí)承受很大的應(yīng)力，而且不均勻。當(dāng)模具的某個(gè)部位的應(yīng)力超過了當(dāng)時(shí)溫度下模具材料的屈服極限時(shí)，就會(huì)以晶格滑移、孿晶、晶界滑移等方式產(chǎn)生塑性變形，改變了幾何形狀或尺寸，而且不能修復(fù)再服役時(shí)，叫塑性變形失效。塑性變形的失效形式表現(xiàn)為鐓粗、彎曲、形腔脹大、塌陷等。

模具的塑性變形是模具金屬材料的屈服過程。是否產(chǎn)生塑性變形，起主導(dǎo)作用的是機(jī)械負(fù)荷以及模具的室溫強(qiáng)度。在高溫下服役的模具，是否產(chǎn)生塑性變形，主要取決于模具的工作溫度和模具材料的高溫強(qiáng)度 

影響因素

（1）模具結(jié)構(gòu)的影響

模具結(jié)構(gòu)對(duì)模具受力狀態(tài)的影響很大，合理的模具結(jié)構(gòu)能使模具工作時(shí)受力均勻，不易偏載，應(yīng)力集中小。模具種類繁多，形式差別很大，工作環(huán)境也不盡相同，下面從幾個(gè)具有共性的方面加以討論。

1）圓角半徑圓角半徑分為外（凸）圓角半徑和內(nèi)（凹）圓角半徑。工作部位圓角半徑的大小，不僅對(duì)成形過程及成形件品質(zhì)有影響，也對(duì)模具的失效形式及壽命產(chǎn)生影響。

2）模具結(jié)構(gòu)形式

①整體模具與鑲拼模具整體模具的凹圓角半徑很易造成應(yīng)力集中，并由此引起開裂。

②模具的導(dǎo)向采用導(dǎo)向裝置的模具，能保證在模具中各相關(guān)零件相互位置的精度，增加模具抗彎曲、抗偏載的能力，避免模具不均勻磨損。

（2）模具工作條件的影響

1）成形件的材料、溫度

①材質(zhì)成形件的材料有金屬和非金屬。一般來講，非金屬材料的強(qiáng)度低，所需的成形力小，模具受力小，模具壽命高。因此，金屬件成形模比非金屬成形模的壽命低。

②溫度在成形高溫工件時(shí)，模具因接受熱量而升溫，隨著溫度的上升，模具的強(qiáng)度下降，易產(chǎn)生塑性變形。同時(shí)，模具同工件接觸的表面與非接觸表面溫度差別很大，在模具中造成溫度應(yīng)力。

2）設(shè)備特性

①設(shè)備的精度與剛度模具成形工件的力是由設(shè)備提供的，在成形過程中，設(shè)備因受力將產(chǎn)生彈性變形。

②速度設(shè)備對(duì)模具及工件的作用力是在一段時(shí)間內(nèi)逐漸增加的，設(shè)備速度影響施力過程。設(shè)備速度愈高，模具在單位時(shí)間內(nèi)受的沖擊力愈大（沖量大）；時(shí)間愈短，沖擊能量來不及傳遞和釋放，易集中在局部，造成局部應(yīng)力超過模具材料的屈服應(yīng)力或斷裂強(qiáng)度。因此，設(shè)備速度越高，模具越易斷裂或塑性變形失效。

3）潤(rùn)滑

潤(rùn)滑模具與坯料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面，可減少模具與坯料的直接接觸，減少磨損，降低成形力。同時(shí)，潤(rùn)滑劑還能在一定程度上阻礙坯料向模具傳熱，降低模具溫度，對(duì)提高模具壽命都是有利的。

（3）模具材料性能的影響

模具材料的性能對(duì)模具的壽命影響較大，這些性能包括：強(qiáng)度、沖擊韌度、耐磨性、耐蝕性、硬度、熱穩(wěn)定性和耐熱疲勞性。

（4）模具制造過程的影響

1）在模塊鍛造時(shí)，模塊加熱和冷卻所帶來的內(nèi)外溫差會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力；鐓粗、沖孔和擴(kuò)孔等過程如技術(shù)參數(shù)選擇不當(dāng)易使鍛坯開裂。此外，當(dāng)鍛比超過一定值后，由于形成纖維組織，橫向力學(xué)性能急劇下降，導(dǎo)致各向異性。

2）在模具的電加工中，會(huì)出現(xiàn)不同程度的變質(zhì)層，此外由于局部驟熱和驟冷，還容易形成殘余應(yīng)力和龜裂。

3）模具的熱處理

模具熱處理安排在模塊鍛造、粗加工之后，幾乎是模具加工的最終工序。模具材料的選用及熱處理工序的確定對(duì)模具性能的影響極大 

維護(hù)與保養(yǎng)

（1）目的：使設(shè)備能保持最佳的性能狀態(tài)和延長(zhǎng)使用壽命，確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

（2） 適用范圍：適用模具的維修和保養(yǎng)。

（3）定時(shí)檢查、維護(hù)：需由模具維修、上下模人員進(jìn)行定時(shí)保養(yǎng)和檢查。

（4）加工過后的模具使用電解工超聲波清洗法清洗效果更好。清洗的同時(shí)起到防銹的作用

1． 每日的例行檢查和維護(hù)：

1.1 運(yùn)行中的模具是否處于正常狀態(tài)

a． 是否有低壓鎖模保護(hù)；b． 活動(dòng)部位如導(dǎo)柱、頂桿、行位是否磨損，潤(rùn)滑是否良好。要求至少12小時(shí)要加一次油，特殊結(jié)構(gòu)要增加加油次數(shù)。c． 模具的固定模板的螺絲和鎖模夾是否松動(dòng)；

1.2生產(chǎn)正常狀況:檢查產(chǎn)品的缺陷是否與模具有關(guān)；

1.3下機(jī)時(shí)要對(duì)模具進(jìn)行全面檢查并進(jìn)行防銹處理: 抹干型腔、型芯、頂出機(jī)構(gòu)和行位等部位水份并噴灑模具防銹劑或涂抹黃油。

1.4下機(jī)后的模具要放在指定地點(diǎn)并作好記錄：

a．模具狀況：完好還是待修。b．下模時(shí)的防銹處理方式。

2． 每季的例行檢查：

主要是對(duì)放置兩個(gè)月以上沒有使用的模具進(jìn)行清理維護(hù)。

2.1打開模具，檢查內(nèi)部防銹效果，有異常情況，須重新進(jìn)行防銹處理。 長(zhǎng)期不使用的模具須涂抹黃油。

2.2 放回原位并作好記錄 

制作和檢驗(yàn)

模具是機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，是生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品中不可缺少的工具，模具鋼制作的模具的性能需要通過嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝監(jiān)督，對(duì)模具的制作的原材料也都要必須經(jīng)過嚴(yán)格的把關(guān)，防止模具因材料問題形成早期失效的熱處理開裂等缺陷。

模具的原材料的控制從下列幾方面進(jìn)行：

1、宏觀檢驗(yàn)

化學(xué)成分對(duì)保證鋼材的性能是決定性的，但成分合格，不能全面來說明鋼材性能，由于鋼材內(nèi)部組織和成分的不均勻性，宏觀檢驗(yàn)在很大程度上補(bǔ)充了這方面的不足。宏觀檢測(cè)可以觀察鋼的結(jié)晶情況，鋼的連續(xù)性的破壞和某些成分的不均勻性。宏觀常見8種缺陷：偏析、疏松、夾雜、縮孔、氣泡、白點(diǎn)、裂縫、折疊。

2、退火組織的評(píng)定

退火的目的，降低鋼的硬度，便于機(jī)加工，同時(shí)也為后續(xù)的熱處理作組織準(zhǔn)備。

3、碳化物不均勻性

Cr12型萊氏體鋼，組織中含有大量的共晶碳化物，碳化物不均勻性對(duì)使用性能產(chǎn)生非常重要的影響，所以對(duì)其碳化物的分布必須有嚴(yán)格的控制。

總而言之，由于模具生產(chǎn)廠和車間的生產(chǎn)對(duì)象比較繁瑣，并且多少又是單件、小批量，從而為模具生產(chǎn)定額的制定和管理帶來一定的難度，再加上各廠和車間的生產(chǎn)方式、設(shè)備、技術(shù)素質(zhì)又不太一樣，所以在制定定額時(shí)，必須要根據(jù)本廠和車間的實(shí)際情況，找出適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ贫ǔ黾认冗M(jìn)又合理的工時(shí)定額，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的目的