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锻模是实现模锻工艺的工装,是进行模锻生产的关键因素之一。锻模的主要失效形式有:磨损、开裂、表面的热裂纹(热龟裂)、塑性变形。
1、磨损
锻模在机械负荷和热负荷的双重作用下,一方面坯料对型腔表面产生冲击性的接触应力,另一方面坯料及其氧化皮的高速流动对型腔表面产生强烈的摩擦。因此,磨损容易发生在模具的突出圆角部位。
磨损程度与模具材料,坯料类型及锻造工艺等因素有关,同时与温度有关,降低锻造温度会急剧增加模具的磨损。
2、开裂
模具的开裂不仅影响生产,而且危及工作人员的人身安全,是最危险的一种失效形式。按开裂的性质,可分为早期脆性开裂和机械疲劳开裂两种。模具的早期脆性开裂一般发生在模具首次使用时,模具的机械疲劳开裂是在模具经受多次锻击后发生的断裂。
导致开裂的原因概况起来主要有:模具过载、模具预热温度过低或不预热、过量冷却剂/润滑剂、模具结构设计不合理造成应力集中、模具材料冶金质量不高或锻件质量缺陷、模具安装不正确等。
3、热裂纹龟裂
所谓热裂纹龟裂是指模具在循环热应力的反复作用下所产生的疲劳裂纹。
发生热疲劳龟裂的主要原因有:模具型腔表面过度冷却、冷却不当、冷却剂/润滑剂的类型选用不当、模具型腔表面温度过高、模具预热不足、模具材料选择不当、热处理缺陷和表面处理缺陷。
4、塑性变形
锻模局部受到超过模具材料屈服强度的工作应力时,塑性变形即发生,在型腔深处产生凹陷或棱角堆塌等塑变现象。
导致锻模塑性变形的主要原因有坯料的温度过低、模具钢的热强度不足、模温过高和模具钢的硬度不足。
为此,锻造模具选材时,应考虑模具的主要失效形式,选择合理的模具材料,提高锻模质量和使用寿命,降低制造成本,取得好的经济效益。
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