探討熱鍛模具的無效 引言：本文主要論述了熱鍛模具幾類關(guān)鍵無效方式及形成的原因，為防止熱鍛模具的破壞和增加模具的使用期帶來了有關(guān)的理論來源。 關(guān)鍵字：模具 無效 磨損 裂紋 中圖分類號：TG 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2013）05-0033-01 1、前言 自由鍛在煅造生產(chǎn)制造中占據(jù)十分重要的位置。而模具費用占自由鍛產(chǎn)品成本比例在15%～20%。因而模具的使用期一直受到鍛造行業(yè)的高度重視。那么想要增加模具的使用期，那我們首先就是要掌握模具是如何無效損毀的，尋找模具無效的主要原因，才可以采取相應(yīng)防范措施，使模具最大程度的延長使用壽命，從而減少自由鍛的生產(chǎn)成本，提高效益。 2、熱鍛模具無效這個概念 熱鍛模具的無效就是指模具出現(xiàn)不能通過修補方式來修復(fù)其使用功能性的損害，其實就是一般我們說的模具損壞損毀。 熱鍛模具靠模膛使鍛件毛坯成形，模膛直接與持續(xù)高溫毛胚觸碰、承擔(dān)脈沖式耗熱量的功效，并承擔(dān)鍛壓設(shè)備嚴厲打擊造成的高能沖擊負荷與金屬流動性所產(chǎn)生的摩擦力的作用，在模具的原材料與設(shè)計加工性正常的及操作規(guī)程的情形下，模具的破壞大部分都發(fā)生在模膛一部分。這類無效一般稱之為“正常的無效”。模具的“正常的無效”通常是機械應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的持續(xù)協(xié)同作用下，造成磨損、形狀變化或出現(xiàn)裂紋或干裂而致。 當模具沒有達到目前工藝水平下廣泛認可的使用期時，一般稱之為模具的“異常無效”，又被稱為早期失效。模具的“異常無效”根本原因是模具原材料冶金工業(yè)質(zhì)量不過關(guān)、模具設(shè)計方案或加工工藝不合理及其實際操作錯誤操作所造成的。早期失效包含模體脆斷、模膛坍塌和局部比較嚴重磨損等。 3、熱鍛模具無效的方式 3.1 磨損 磨損是模具在使用中，模膛表面和金屬胚料觸碰造成相對速度，模膛表面金屬材料慢慢被浸蝕的情況。一般體現(xiàn)為刀口鈍化處理、邊角變園、平面圖凹陷、表面溝痕、脫落黏模等。而磨損的部位關(guān)鍵出現(xiàn)在了模膛金屬材料流動性猛烈的拐角處和飛邊槽橋部，據(jù)調(diào)查，模具因磨損而損毀的約為損毀總量的70%上下。 一般磨損無效可以分為以下這些方式： （1）疲憊磨損―模膛表面與變形金屬表面相對速度時，在機械應(yīng)力與內(nèi)應(yīng)力的影響下，使模膛表面脆性斷裂脫落狀況。 （2）汽蝕磨損―金屬材料表面的氣泡破裂，造成一瞬間的沖擊持續(xù)高溫，使模具表面產(chǎn)生細微黑點和凹痕的情況。 （3）磨蝕磨損―液體和固態(tài)細微顆粒物快速落入模具表面，不斷沖擊性模具表面，使模具表面部分原材料損害，產(chǎn)生黑點和凹痕的情況。 （4）浸蝕磨損―在滑動摩擦環(huán)節(jié)中，模具表面和周邊物質(zhì)產(chǎn)生有機化學(xué)或電化學(xué)腐蝕，加上滑動摩擦力機械力，造成表面原材料脫落狀況。 （5）磨砂顆粒磨損―硬質(zhì)的顆粒物存有毛胚與模具觸碰表面中間，刮蹭模具表面，造成模具表面原材料脫落狀況。 （6）黏著磨損―毛胚與模具表面相對速度時，因為表面高低不平，黏著的節(jié)點產(chǎn)生裁切破裂，使模具表面材料轉(zhuǎn)移到毛胚上及脫落狀況。 磨損情況很復(fù)雜，模具與胚料相對性運動過程中，磨損一般不僅僅是以一種形式存在，通常是形式多樣并行的，而且中間相互作用。 3.2 形狀變化 模膛和金屬胚料產(chǎn)生接觸的時候，一些部位因環(huán)境溫度大幅度增高而變軟或模膛自身抗壓強度不夠，進而在相對較高的應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性形變，進而影響了模具的幾何結(jié)構(gòu)或規(guī)格，如模膛坍塌、模膛外壁拓展、凸模和邊角坍塌及其模座發(fā)生鐓粗、豎向彎折等，導(dǎo)致模具無效。模具使用中，模膛表面環(huán)境溫度通常超出熱作模具鋼的回火溫度造成強度下降，模膛內(nèi)腔因為變軟所以被壓垮或壓堆。模膛產(chǎn)生形狀變化后，不僅會更改模膛規(guī)格，危害鑄鋼件品質(zhì)，如不及時檢修，容易導(dǎo)致鑄鋼件卡住模膛中。 3.3 機械設(shè)備疲憊裂紋 鍛模在使用中，因為長期承擔(dān)脈沖式負載的功效，在地應(yīng)力集中精力的部位出現(xiàn)了微裂紋，假如正常使用，裂紋會進一步拓展變得更加大，產(chǎn)生機械設(shè)備疲憊裂紋。疲憊裂紋最開始出現(xiàn)在了模膛表面，所產(chǎn)生的部位因模膛的構(gòu)造而不同。當模膛表面存有冶金工業(yè)缺點或機械性損傷時，因為應(yīng)力會讓機械設(shè)備疲憊提早產(chǎn)生，如銜接圓弧、斜角、刀紋、溝痕各種材料參雜、比較嚴重縮松處。所以當部位的地應(yīng)力超過材料的疲勞極限值時，會產(chǎn)生機械設(shè)備疲憊裂紋。 一般疲憊裂紋易出現(xiàn)在模膛的以下部位： （1）底邊裂紋：出現(xiàn)在了模膛底端承擔(dān)比較大彎折扭矩的轉(zhuǎn)角處，其屈伸方向與沖擊性方位呈45度。 （2）底端部分破裂：由彼此鄰近的疲憊裂紋拓展產(chǎn)生。 （3）壁角裂紋：沿垂直于沖擊性方位屈伸。 （4）豎向裂紋：發(fā)生在軸線垂直于沖擊性角度的圓橫截面模膛的內(nèi)腔上。 （5）橫著裂紋：發(fā)生在豎向中心線坐落于分模面里的圓橫截面模膛表面上。裂紋屈伸方位垂直在沖擊性方位。 （6）凸模根處裂紋：因應(yīng)力和受彎折扭矩而產(chǎn)生，裂紋沿凸模根處屈伸。 3.4 熱疲勞裂紋 熱疲勞就是指熱鍛模具在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力的反復(fù)作用下所產(chǎn)生的疲憊裂紋或損壞的狀況。熱疲勞裂紋就是指模膛表面在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力的影響下造成周而復(fù)始的塑性應(yīng)變，通過一定的電池循環(huán)次數(shù)，造成表面產(chǎn)生的諸多細微裂紋。熱疲勞裂紋一般分為兩類，一種要在規(guī)律性耗熱量影響下，模膛