模具损坏的原因

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第218页（1439字）

模具提前损坏的基本原因，是过大的力、磨擦和过热，以下三节将依次论述。此外，如果在冷态下使用模具会脆性破裂，因此，推荐预热到260～300℃作法是把“加热器”(几块热钢块)放在模具中间或安装燃气体装置或电热装置，以保持设备停顿时的温度。

过大的力

过大的力会引起普遍的或局部的模具过量损耗及可能的破裂。用下面一些方法都可减少磨损与破裂：仔细选择模具钢与硬度；使用适当大小的模块；控制坯料重量及锻压温度；以及保证工作压力的合理应用。从预锻到成形锻到终锻应有正确的金属流动，并要使模具在锻锤或压床内保持正确的位置。

磨损 磨损是锻造所固有的，没有什么实用的防止办法。磨损是由于热金属在型槽内的流动和伸展造成的，并随型槽复杂性的增加而增强。磨损的程度还受到被锻热金属热强度的影响，如果在被锻金属上有氧化皮，磨损作用还会继续增加。

虽然磨损不能消除，但可以通过良好模具的设计，模具钢成分与硬度的正确配合，以及锻压工艺：包括合适的加热，去皮(如果必须话)及正确模具润滑来减少。

温度过高 温度过高是引起模具早期磨损的最简单的原因，在选择模具钢材时，耐热是主要考虑的因素。锻造各种金属的典型温度如下：

视成分不同，实际温度可能较上表所列有55℃或更多的差异，因为锻造可能在370～1260℃范围内进行，所以模具材料可能受到的工作温度范围也十分宽。在锻造钢材时，模块内的温度常达到150～300℃，但那些薄的凸出的部分或芯子温度还可能高达400～550℃。在锻造铝和镁合金时，希望加热模具，使模具的温度保持在金属的锻造温度附近，以减少由于与模具接触而使热量在锻造中失去。

在锻造钢材和其他难锻的金属时，模具表面可能达到比上述还要高的温度，从而形成龟裂(见图57)。龟裂即在模具表面产生细小的裂纹，它主要分布在角落里或模腔内的突出部分。这由于在锻造中，工作面的温度较高，表面膨胀量比模块内部要大的缘故。膨胀的差异导致已产生拉应力的表面的塑性变形并在冷却中裂开。一旦表面有了微裂，工作压力(特别是冲击载荷)又会使裂纹扩大，如果让这种裂纹继续增长，会使模块裂开。

图57 在一个由于过热而损坏的D－6ac锻模上肉眼能够看到的热网裂

在平均锻造温度为1100℃使用次数不明情况下，对225公斤镍基合金预锻所出现的热网裂

在锻造钢材和耐热合金时，龟裂最大，铜合金较少、铝、镁合金更少。由于较低的锻造温度，对非铁属合金的锻造，其他因素比龟裂更能影响模具钢的选择。

除非采取适当的冷却，否则，连续生产会使模具的某些部分过热。不应采用喷水来冷却热点，这样作会引入很高热应力，从而导致模具早期损坏。如果所用锻造技术不能防止模具过热，则模具或模具的某些部分应采用耐热性较好的工具钢。